苯并唑類耐高溫聚合物的合成及其性能研究.pdf

1、苯并唑類聚合物是一雜環(huán)類的聚合物，主要包括聚苯撐苯并雙噻唑(PBZT)、聚苯撐苯并雙噁唑(PBO)和聚苯撐苯并雙咪唑(PBI)。由于它們具有很好的耐熱性熱氧化穩(wěn)定性、出色的機械性能、光電性能和環(huán)境穩(wěn)定性，在過去二十年中引起()人們的廣泛興趣。但是這類聚合物僅能溶于強質子酸中，不利于加工，限制了它們的應用。所以，制備可溶性苯并唑類聚合物一直是人們研究的重點，將含氟基團或者大體積側基引入到聚合物中被認為是一種能提高聚合物的溶解性而不犧牲其熱

2、穩(wěn)定性的方法。本論文基于以上幾點，設計合成了幾類新型苯并唑類聚合物，利用FT-IR、1H NMR、19F NMR、13C NMR等方法對聚合物的結構進行了表征，并對聚合物的溶解性能、熱性能、光學性能等進行了研究，對其它物理性質如相對平均分子量及其分布、聚合物形態(tài)等進行了測試和分析。全文主要包括以下四個方面的工作。
　　 一、對聚苯撐吡啶并雙咪唑(PIPD)纖維進行合成、紡制及性能的探索性研究，合成了PIPD聚合用的關鍵單體TD鹽

3、5，以TD鹽作為中間體來實現(xiàn)PIPD的聚合，最后采用干噴濕紡法，制得初生PIPD纖維，并對PIPD纖維的特性粘度、熱性能、結晶結構及力學性能進行了研究。性能研究表明雖然我們制備的PIPD纖維具有很好的熱穩(wěn)定性，但其拉伸強度較低。
　　 二、對關鍵的含氟單體2，5-二氟對苯二甲酸(DFTA)(10)設計了一條新的合成路線，該路線具有總產率高(50％)、重復性好的優(yōu)點。同時將對苯二甲酸(TA)與化合物10的混合二元酸同2，2-二(3

4、-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷(6F-BAHP)進行縮聚反應，合成了一類新型含六氟異亞丙基苯并唑類聚合物11a-e。性能研究表明，聚合物11a-e的熱分解溫度(Td)達到520℃以上，截止波長(λcut)均在379～390 nm范圍內，在800nm處的透過率均超過為80％，表明這類聚合物具有很好的熱穩(wěn)定性及透光性。
　　 三、在化合物10的基礎上，設計并合成了含有苯并咪唑基團的活性二氟代物單體--1，4-雙(2-苯并咪唑基)-2

5、，5-二氟苯(BIDF)(12)。將化合物12分別同四種商品化的芳香二元酚通過芳香親核取代反應分別合成了含苯并咪唑側基的聚芳醚13a-d。性能研究表明，聚合物13a-d在一些常見的有機溶劑中具有較好的溶解性能，同時他們還具有很好的熱穩(wěn)定性，熱分解溫度(Td)都在430℃以上。
　　 四、將不同的芳香二元酚與環(huán)氧氯丙烷反應合成了一系列具有芳環(huán)結構的環(huán)氧單體(14-19)，并將化合物10與化合物14-19開環(huán)聚合制備了一系列新型含二