由異構(gòu)的三苯二醚二酐(3,3′-HQDPA-4,4′-HQDPA)合成的熱塑性聚酰亞胺.pdf

1、由于3,4′-異構(gòu)二酐單體本身的非線性和不對稱結(jié)構(gòu)破壞了整個分子鏈的規(guī)整性，使得由其制備的異構(gòu)聚酰亞胺具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg），優(yōu)異的溶解性，熔體流動性和寬的加工窗口等優(yōu)點，近年來受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。但是不對稱3,4′-二酐單體的合成路線通常比較復(fù)雜，且成本較高，因此通?？梢圆捎贸杀据^低的3,3′-位和4,4′-位異構(gòu)二酐單體與二胺共聚的方法達(dá)到3,4′-位不對稱二酐合成的聚酰亞胺的性能。目前異構(gòu)二酐的共聚研究大多集中在

2、異構(gòu)單橋聯(lián)二酐如聯(lián)苯二酐（BPDA）、硫醚二酐（TDPA）、氧醚二酐（ODPA）上，發(fā)現(xiàn)這些異構(gòu)二酐的共聚可以獲得較高的熱機(jī)械性能，較好的熔體流動性和溶解性的聚酰亞胺工程塑料樹脂。本文以研究異構(gòu)雙橋聯(lián)二酐共聚對聚酰亞胺性能的影響為目的，選用異構(gòu)三苯二醚二酐（HQDPA）作為二酐單體，設(shè)計并合成了一系列異構(gòu)二酐與不同二胺共聚的聚酰亞胺，通過改變異構(gòu)二酐的比例和二胺的結(jié)構(gòu)，研究聚合物的熱性能、溶解性能、力學(xué)性能、熔體加工性等變化規(guī)律。

3、>　　主要從以下兩個方面展開：
　　以2,2′,3,3′-三苯二醚四甲酸二酐(3,3′-HQDPA)、3,3′,4,4′-三苯二醚四甲酸二酐(4,4′-HQDPA)為二酐單體，鄰苯二甲酸酐（PA）為封端劑，與4,4′-二氨基二苯醚(4,4′-ODA)在 NMP中用兩步法進(jìn)行無規(guī)共聚，合成了一系列比濃對數(shù)粘度在0.48 dL/g左右的共聚酰亞胺。對比研究了聚合物的溶解性、熱性能、力學(xué)性能以及熔體加工性等。發(fā)現(xiàn)聚合物具有良好的機(jī)械性能

4、，拉伸強(qiáng)度為84~98 MPa，拉伸模量為2.8 GPa，斷裂伸長率為5.3~8.1％。聚合物具有優(yōu)異的耐熱穩(wěn)定性，在氮氣和空氣氣氛下的5%熱分解溫度（Td5%）分別在507-538℃和501-521℃范圍內(nèi)。聚酰亞胺的溶解性和Tg隨著3,3′-HQDPA含量的增加而增加，Tg由223℃升高至257℃。與均聚物相比，共聚物的熔體流動性有了顯著提高。當(dāng)二酐的比例為1:1時，共聚物的熔體流動性最好。發(fā)現(xiàn)基于4,4′-HQDPA/4,4′-O

5、DA的聚合物為半結(jié)晶性，其熔點為350℃，經(jīng)不同溫度退火后，可觀察到多重熔融行為。
　　2、以3,4′-二氨基二苯醚(3,4′-ODA)代替4,4′-ODA，與3,3′-HQDPA、4,4′-HQDPA進(jìn)行無規(guī)共聚，以PA為封端劑，合成了一系列粘度在0.45 dL/g左右的共聚酰亞胺，對比研究了聚合物的溶解性、熱性能、力學(xué)性能以及熔體加工性等。發(fā)現(xiàn)聚酰亞胺具有優(yōu)異的機(jī)械性能，拉伸強(qiáng)度為102~116 MPa，拉伸模量為3.1~3.

6、5 GPa，斷裂伸長率為4.1~7.1%。聚酰亞胺的斷裂伸長率、溶解性和Tg隨著3,3′-HQDPA含量的增加而增加，Tg由197℃升高至224℃，比相應(yīng)4,4′-ODA的聚合物的Tg低23℃左右。聚合物的熱穩(wěn)定性則與相應(yīng)4,4′-ODA的聚合物相當(dāng)，在氮氣和空氣氣氛下的5%熱分解溫度（Td5%）分別在506-520℃和496-527℃范圍內(nèi)。與均聚物相比，共聚物的熔體流動性有了顯著提高。當(dāng)二酐的比例為1:1時，共聚物的熔體流動性最好。