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《含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)新型聚芳醚腈的研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘要聚芳醚腈以其優(yōu)良的耐熱性能和機(jī)械性能在高性能高分子材料領(lǐng)域占有重要的地位，具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，已商品化聚芳醚腈是結(jié)晶型聚合物，導(dǎo)致其溶解性能較差，只能溶解于濃硫酸，限制了其在一些領(lǐng)域的應(yīng)用，例如：絕緣漆、涂料及分離膜等領(lǐng)域。本文將扭曲、非共平面的二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)引入到聚芳醚腈的主鏈中，合成了一系列含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的新型聚芳醚腈高性能聚合物，系統(tǒng)研究其結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系，優(yōu)化合成條件，以期優(yōu)選出綜合性能優(yōu)異，制備成本較低的新型聚芳醚腈樹脂，為其進(jìn)一步放大產(chǎn)業(yè)化提供依據(jù)。本文首先從分子設(shè)計(jì)出發(fā)，以含二氮雜萘酮聯(lián)
2、苯結(jié)構(gòu)類雙酚單體4．(4．羥基苯基)．2，3．二氮雜萘．1．酮(簡稱二氮雜萘酮聯(lián)苯酚單體DHPZ)，和2,6．二氟苯腈(DFBN)為主要原料，通過親核取代逐步聚合反應(yīng)，將扭曲非共平面的二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)引入到聚芳醚腈主鏈中，成功地合成了含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)聚芳醚腈新品種(PPEN)。并系統(tǒng)研究了影響聚合反應(yīng)的各種因素，對聚合反應(yīng)工藝進(jìn)行了優(yōu)化，聚合物的特性粘度達(dá)到1．02dL／g。聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為295℃，N2氣氛下10％的熱失重溫度為527℃，可溶解于NMP、DMAc和氯仿等溶劑中。PPEN既耐高溫又可溶解，綜合性能優(yōu)于傳統(tǒng)聚芳醚腈
3、品種。為降低制備成本，在上述聚合體系中采用價廉易得的2,6．二氯苯腈(DCBN)直接代替DFBN，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由于前者的反應(yīng)活性較低，得不到高分子量的聚合物。本文通過在DHPZ苯環(huán)上引入供電性的取代基，提高其與DCBN的反應(yīng)活性，從而實(shí)現(xiàn)DCBN替代DFBN，成功地合成了三種具有不同取代側(cè)基的聚芳醚腈類高分子量聚合物。室溫下可溶解于NMP、DMAc和氯仿等極性非質(zhì)子溶劑中，并具有良好的成膜性。FT-IR、1HNMR證明聚合物的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)一致。采用差示掃描量熱(DSC)、熱重分析(TGA)、廣角x衍射(WAXD)等分析手段對聚合物的主要性能進(jìn)
4、行了研究，結(jié)果表明取代基的存在降低了聚合物的耐熱性能，其中苯基取代的聚合物具有最低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度瓦為277"C，兩個甲基取代的聚合物具有最低的熱失重溫度，N2氣氛下10％的熱失重溫度為451℃之間。采用氟化鉀(KF)作為聚合反應(yīng)體系的共催化劑，在DHPZ和DCBN聚合反應(yīng)體系中同時加入K2C03和KF。DCBN在KF的作用下轉(zhuǎn)化為DFBN，此新生態(tài)的DFBN在K2C03的催化作用下與DHPZ發(fā)生親核取代逐步聚合反應(yīng)。通過對聚合過程中的影響因素進(jìn)行研究，成功地制得了高分子量的聚芳醚腈聚合物PPEN，其特性粘度達(dá)到O．90dL／g，大幅降低了含
5、二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)聚芳醚腈的原料成本。含二氮雜蔡酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)新型聚芳醚腈的研究本文研究開發(fā)了含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)新型聚芳醚腈共聚物。一方面，引入4,4’．二氟二苯酮(DFK)、4,4’．二氯二苯砜(DCS)和1，4．二(4．氟代苯甲酰基)苯(DFKK)三種雙鹵單體作為第三單體，制備得到聚芳醚腈酮(PPENK)、聚芳醚腈砜(PPENs)和聚芳醚腈酮酮(PPENKK)三個系列的聚芳醚腈類共聚物。對聚合物的熱性能、電性能和結(jié)晶性能等方面進(jìn)行了測試。研究了聚合物的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。該類聚芳醚腈共聚物同時具有優(yōu)異的耐熱性能和良好的溶解性能。其玻璃化轉(zhuǎn)變溫
6、度正在252—323℃之間，N2氣氛下10％的熱失重溫度在449-541℃之間，可溶解于NMP、DMAc和氯仿等極性非質(zhì)子溶劑中。通過聚合物結(jié)構(gòu)的調(diào)整實(shí)現(xiàn)了對聚合物性能的調(diào)控。另一方面，采用對苯二酚(HQ)和雙酚A(BPA)兩種雙酚單體作為第三單體，部分代替DHPZ，與DCBN進(jìn)行共聚合，制各得到了兩個系列的共聚型聚芳醚腈(PPEN-HQ、PPEN．BPA)。對聚合物的熱性能、溶解性能、電性能、結(jié)晶性能等方面進(jìn)行了測試。研究了聚合物的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。結(jié)果表明，高活性的雙酚單體HQ和BPA的引入在適當(dāng)降低了聚合物的耐熱性能的同時，提高了聚合物
7、的特性粘度，聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度瓦在200—27TC之間，N2氣氛下10％的熱失重溫度在449—517’C之間，并且可溶解于NMP、DMAc和氯仿等極性非質(zhì)子溶劑中。通過共聚降低了聚芳醚腈的原料成本，實(shí)現(xiàn)了對聚合物性能的調(diào)控。將二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)聚芳醚腈酮應(yīng)用于絕緣漆領(lǐng)域，制備了新型的絕緣漆和漆包線。絕緣漆的附著力等級為1級，鉛筆硬度為6H，表面電阻為10”Q，體積電阻為10”o·鋤；漆包線的最小刮破力大于9．1N，25℃時的擊穿電壓大于6800V，耐熱沖擊溫度最低為400℃。絕緣漆和漆包線在耐酸、耐堿和耐鹽腐蝕性方面表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。關(guān)
8、鍵詞：聚芳醚腈；二氮雜萘酮；耐熱性能：溶解性能；絕緣漆大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文StudyonNovelPoly(aryleneethernitrile)sConta
