新型聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺的合成、結(jié)構(gòu)和性能.pdf

1、聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺，又名對(duì)位芳綸（PPTA），具有密度小、強(qiáng)度高、模量大、耐腐蝕、耐磨損、熱穩(wěn)定性好、電導(dǎo)率低的優(yōu)異性能，被廣泛的應(yīng)用于軍事、商業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。但是PPTA的剛性結(jié)構(gòu)使其在水或各種常規(guī)有機(jī)溶劑中溶解困難，并且在高溫下難以熔融。PPTA這種不溶不熔的性質(zhì)導(dǎo)致其溶解性和加工性很差，限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。通過(guò)模仿草履蟲(chóng)的纖毛結(jié)構(gòu)，將含有柔性長(zhǎng)鏈?zhǔn)灏方又υ诨撬峄疨PTA（S-PPTA）的共軛剛性長(zhǎng)鏈上，使得新型PPTA在室溫的

2、條件下呈現(xiàn)出可流動(dòng)的狀態(tài)，這對(duì)提高PPTA的溶解性能和加工性能有重要意義。
　　本論文以帶有磺酸官能團(tuán)的對(duì)苯二胺單體和對(duì)苯二甲酰氯單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，制備前驅(qū)體S-PPTA，系統(tǒng)探究了不同的反應(yīng)條件對(duì)S-PPTA分子量的影響，在N2氣氛、0℃反應(yīng)溫度和用無(wú)水LiCl作為助溶劑時(shí)S-PPTA的分子量最高；采用正反離子結(jié)合技術(shù)，將十八胺聚氧乙烯醚（PEGO）和S-PPTA鏈段上的磺酸基團(tuán)進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)，制備了一種室溫下自流動(dòng)的PPTA

3、（sf-PPTA）。
　　通過(guò)調(diào)節(jié)sf-PPTA的接枝率，詳細(xì)的探究了不同接枝率下sf-PPTA的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)、流變性能、液晶行為以及溶解性能。研究表明：不同接枝含量的sf-PPTA展現(xiàn)出不同的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，證實(shí)了sf-PPTA可以作為納米尺度材料的構(gòu)筑單元并觀察到了聚合物為核的納米尺度離子材料清晰的核殼結(jié)構(gòu)，殼層厚度為5nm；通過(guò)研究sf-PPTA的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和流變性能的關(guān)系可以發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)sf-PPTA的接枝率，其流變性能和粘度可以在

4、數(shù)量級(jí)的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)控，并且隨著接枝率的變化，其液晶行為也相應(yīng)變化。
　　將sf-PPTA添加到聚偏氟乙烯（PVDF）基體中制備了新型PVDF/sf-PPTA復(fù)合薄膜，并探究了不同添加量下PVDF復(fù)合薄膜的介電性能和能量密度。結(jié)果表明sf-PPTA的添加有利于誘導(dǎo)PVDF薄膜形成β相。當(dāng)sf-PPTA添加含量為1％時(shí)，復(fù)合薄膜在100Hz下的介電性能最優(yōu)，其介電常數(shù)為17，介電損耗為0.05，并且此時(shí)復(fù)合薄膜在最大場(chǎng)強(qiáng)下的儲(chǔ)能密度