含氰基高性能聚芳醚材料的合成与表征

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1、含氰基高性能聚芳醚材料的合成与表征【摘要】：本文合成了含氰基的双二氮杂萘酮单体，然后与二氟芳香单体进行亲核取代反应制备了三种玢含氰基的新型聚芳醚，并用TGA、DSC、GPC等分析测试等手段对其综合性驵能进行表征与测试。结果表明所合成的含氰基聚芳醚具有优异的热稳定性(T5%圯>492ºC)、较高的玻璃化转变温度↑(Tg=262~320ºC)和良好的溶解性能，易溶于氯代烷烃(如氯仿)和苓极性非质子溶剂(如DMAc、DMF、踌NMP等)。【关键词】：氰基；聚芳卤醚；高性能聚芳醚是一类综合性能优异邕的特种工程塑料，因具有良好的机械性能钧、耐热性、耐腐蚀性、绝缘性等优点，瓦

2、广泛用于航空航天、电子器件、机械仪表Ν等领域[1-3]。其高分子主链中同时穸具有刚性的对苯撑和柔性的醚键结构，使害其在保持优良的机械性能和耐热性能的同堞时，具有一定的柔韧性，易于加工成型。雩含二氮杂萘酮结构聚芳醚是其中一种耐热堑性能更为优异的品种,引起了极大的关注[4-9]。它首先由加拿大McGill大学的Allan S Hay实验室于1993年合成[4]，国内大连理工沉大学蹇锡高课题组也做过这方面的工作[茱8-9]。由于二氮杂萘酮单体具有扭曲机、非共平面和稠环的结构特点,使得这类栀聚芳醚既具有较高的玻璃化转变温度和优蜉10/10异的热稳定性,又可在室温下溶解于普

3、通的溶剂,改善了聚合物的加工性能。氰芫基(-CN)是一个强极性基团,若将其瓯引入聚芳醚高分子链中,可以加强分子链モ间偶极－偶极作用，使耐热性、机械性能徽都得以提高;强极性的氰基可以促进基体蕙和填料间的粘合，有利于制备性能优异的复合材料[10]。同时氰基也是一个潜调在的交联点，可通过交联进一步提高聚芳卢醚的性能[11-12]。而利用活泼氰境基的各种化学反应又可制备一系列新型的功能材料。1. 实验部分 试剂与仪器 2-(4-羟基苯酰)苯甲酸浴(实验室自制)，2,6-二氟苯腈(嘉超兴天源药业有限公司)，4,4’-二蜴氟二苯砜(AldrichCorporШation)，

4、1,3-双(对氟苯甲酰稠)苯(AldrichCorporation)，水合联氨(天津科盟化工工饺贸有限公司)。4,4’-二氟二苯甲酮陂(常州花山化工有限公司)为工业品，使用前用乙醇重结晶二次。N,N-二甲基狍乙酰胺(DMAc)、甲苯、甲醇等为国彤产分析纯试剂,使用前未经处理。1H-NMR核磁共振谱由德国Bruker10/10400MHz核磁共振仪器(DRX40ユ0MHz)上测试，单体测试用氘代DM薛SO为溶剂，四甲基硅烷为位移试剂。化诤合物的熔点由SGW X-4显微熔点仪(上海精密科学仪器有限公司)测定。亚聚合物的分子量由凝胶渗透色谱(Wat陉ers515HP

5、LC)测定，溶剂为氯仿；聚合物的本体粘度用乌氏粘度计在3啧0ºC条件下测定，溶剂为氯仿，聚合物壤的浓度为/dL；热稳定性和玻璃化转变温度分别由热重/差热分析仪(SEi骗koSSC-5200TG/DTA)和埝差示扫描量热分析仪(SEIko220簪)测定。 含氰基双二氮杂萘酮的合成准 含氰基双二氮杂萘酮经过二步反应揍合成(Scheme 1)。往装有氮气×进口、分水器、冷凝管和磁力搅拌的三口税烧瓶中加入克2-(4-羟基苯酰)苯甲犁酸、克2,6-二甲基苯腈、 克无水碳侍酸钾、40 毫升DMAc和20毫升瞬甲苯。反应物145℃下回流除水3小时，然后升温至175℃回流12小时

6、。冷坍却至室温，反应混合物倾入蒸馏水中，植过滤。往滤液中滴加5％稀盐酸调pH值忮至酸性,过滤得淡黄色粉末。10/10往装有税冷凝管的250毫升烧瓶中加入克前述的顿淡黄色粉末、克水合联氨和150毫升甲井醇。反应物在80℃下回流12小时。反妩应初期，反应混合物为白色浊液，半小时噤后变为暗黄色溶液，约2小时后出现白色窀沉淀。冷却至室温，过滤收集沉淀并用甲计醇冲洗三次，得克白色固体。产率为％，诫熔点为389-390℃。Sche吗me1Synthesisofbisphthalazinonecontai搭ningnitrilegroup含吩氰基聚芳醚的合成 含氰基聚芳醚由踵含氰基

7、双二氮杂萘酮与二氟芳香化合物通念过溶液缩聚制备(Scheme2)。往ㄙ装有氮气进口、分水器、冷凝管和磁力搅奴拌装置的25毫升三口烧瓶中加入 毫摩锖尔的双二氮杂萘酮和 毫摩尔二氟单体、劂 毫摩尔的无水碳酸钾、6毫升DMAc┭和6毫升甲苯。反应物以甲苯为带水剂，憩在145ºC反应3小时，除去甲苯后升败温至175℃回流5小时。冷却至100苴℃,加入2毫升DMAc稀释反应混合物菪。冷却至室温后，把反应混合物倾入不断搋搅拌的200毫升甲醇中，过滤并用甲醇结冲洗三次，得淡红色絮状聚合物。Sc潭heme2Synthesisofnitrile-cont