含醚键双二氮杂萘酮结构聚芳醚腈砜的合成与性能

文中以含醚键双二氮杂萘酮结构化合物4,4’-双(氧基(1,4-苯撑))-双二氮杂萘-1(2H)酮-二苯醚(OBDHPZ)为类双酚单体,与4,4’-二氟二苯砜(DFS)和2,6’-二氟苯腈(DFBN)进行高温溶液缩聚反应,通过调节聚合物分子主链中砜基和氰基等的含量,合成了一系列不同腈砜比的含醚键双二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚腈砜树脂(PBPENS),其N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液在25℃的特性黏度为0.63~0.90 dL/g。通过红外光谱、核磁共振氢谱和广角X射线衍射仪表征了所合成聚芳醚腈砜的结构;通过差示扫描量热仪和热失重分析仪分析了该类聚芳醚腈砜的热性能,聚合物的玻璃化转变温度(Tg)在322~325℃,5%热失重温度(Td5%)在485~500℃。该类聚合物在常温时可溶解于NMP、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、氯仿等极性非质子有机溶剂;采用溶液浇筑法制备了含醚键双二氮杂萘酮结构聚芳醚腈砜薄膜,薄膜的拉伸强度可以达到56~65 MPa。

一种杂环磺化聚芳醚腈酮质子交换膜材料的合成及表征

用含二氮杂萘酮结构类双酚DHPZ，3，3＇-二磺酸钠基-4，4’-二氟二苯酮，2，6-二氯苯腈以及4，4’-二氟二苯酮，通过缩合共聚合反应合成了一系列不同磺化度、高分子量的磺化聚芳醚腈酮．聚合物特性粘数为0．58～2．0dL／g．用红外光谱（FT-IR），核磁共振谱（^1H-NMR）表征了聚合物结构．用差示扫描量热仪（DSC）和热重分析仪（TGA）研究了聚合物的耐热性能，研究表明其玻璃化温度（Tg）可达352℃，5％热失重温度大于500℃．以N-甲基吡咯烷酮为溶剂，溶液浇铸法制备了聚合物膜，并测定了膜的溶胀率以及质子交换能力．结果表明，与Nation膜相比，磺化聚芳醚腈酮膜在相同的质子交换能力条件下，溶胀率显著降低．

新型聚芳醚腈酮中空纤维超滤膜的研究

以含二氮杂萘酮结构聚芳醚腈酮(PPENK)为膜材料,N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为溶剂,采用干-湿相转化法制备了中空纤维超滤膜。考察了聚合物浓度、添加剂含量以及纺丝过程中空气间隙、凝胶浴温度和纤维壁厚对膜结构及性能的影响。结果表明,当聚合物浓度为13%,添加剂EgOH含量α=0.9时,膜通量可达770L·m-2·h-1,对BSA的截留率在90%以上;增大空气间隙可使膜的截留性能提高,但膜通量有所下降,最佳空气间隙为5～8cm;凝胶浴温度的升高增大了膜的通量,截留率下降幅度不大,凝胶浴温度宜控制在21～25℃范围内;纤维壁厚在0.15～0.18mm时膜性能最佳。

低截留分子质量新型聚芳醚腈酮超滤膜的研制

以新型聚芳醚腈酮为膜材料 ,以N -甲基 - 2 -吡咯烷酮 (NMP)为溶剂 ,研究了聚合物浓度、添加剂种类及含量、凝胶浴温度等对超滤膜性能的影响。结果表明 ,聚合物质量分数以 1 2 %～ 1 3 %为合适的制膜浓度 ,以聚乙二醇PEG - 4 0 0为添加剂时获得了高截留率和高水通量的超滤膜。随着凝胶浴温度的升高 ,水通量明显增大 ,而截留率有所下降 ,而共聚物的浓度增加则有相反的效果。制得的超滤膜具有较低的截留分子量 (PEG- 2 0 0 0 ) ,将制得的超滤膜用于达旦黄、黄X-G等染料的分离 ,截留率均达 90

蒸发对新型聚芳醚腈酮超滤膜性能的影响

以聚芳醚腈酮(PPENK)为膜材料,以氮甲基吡咯烷酮为溶剂及添加剂制成稳定的铸膜液,使用水为凝胶浴,相转化法制备PPENK超滤膜.研究了铸膜液在空气中的蒸发温度及时间对超滤膜孔隙率、孔结构、纯水通量及截留率等膜性能的影响.结果表明,在实验室所选择的蒸发时间和蒸发温度范围内这两种因素对超滤膜性能影响不大,通过控制合适的蒸发时间和蒸发温度,可以制得具有高通量和高截留率而且表面无缺陷结构高质量超滤膜.

新型可溶性聚芳醚腈酮的合成及其在绝缘漆领域的应用

以4种含杂萘联苯结构的类双酚单体分别与2，6-二氯苯腈、4，4-二氟酮进行亲核缩聚反应，制备了一系列新型含杂萘联苯结构的聚芳醚腈酮树脂。研究了不同类双酚单体结构对聚合物性能的影响。所制备聚合物均具有较高的分子量，特性粘度在0．50dL／g以上，可溶解于N-甲基吡咯烷酮（NMP），N，N-二甲基乙酰胺（DMAc），氯仿等极性非质子型有机溶剂中。聚合物的结构以FT-IR进行表征；利用差示扫描量热仪（DSC）和热重分析仪（TGA）研究了聚合物的耐热性能，结果表明，该类聚芳醚腈酮树脂具有优异的耐热性能，玻璃化转变温度（Tg）在255～277℃之间，10％热失重温度（Td）在498℃以上。由该系列聚芳醚腈酮材料制成的绝缘漆具有良好的电绝缘性能，较高的机械强度，良好的柔韧性和附着力。

含二氮杂萘酮结构聚芳醚腈酮酮的合成及表征

以5种含杂萘联苯结构的单体与2，6-二氯苯腈、1，4-二（4-氟代苯甲酰基）苯为原料进行亲核缩聚反应，制备了一系列含有杂萘联苯结构的新型聚芳醚腈酮酮树脂．其特性粘度在0．51～1．15dL·g^-1之间．采用FT-IR，示差扫描量热仪（DSC），热重分析仪（TGA）对聚合物的结构和性能进行了表征，结果表明，聚芳醚腈酮酮的玻璃化转变温度（Tg）在252～294℃之间，10％热失重温度（Td）在457℃以上，具有优异的耐热性能．聚芳醚腈酮酮均可溶解于N-甲基吡咯烷酮（NMP）、N，N-二甲基乙酰胺（DMAc）、和氯仿等极性非质子型有机溶剂中，聚合物均可溶解于NMP后浇铸得到透明的、韧性好的薄膜．

含杂环聚芳醚腈酮的亲水改性

为得到适合于耐高温水性涂料用的亲水性树脂,在碱性条件下对含有二氮杂萘酮结构的耐高温聚合物聚芳醚腈酮(PPENK)进行了亲水改性,选定不同反应时间的改性树脂HPPENKa(0.5 h)、HPPENKb(1.5 h)和HPPENKc(3.5 h),测定其玻璃化转变温度(Tg)、热失重温度、水接触角和溶解性,研究改性聚合物的性能变化.结果表明,随着反应时间的延长,氰基转化率提高,水解产物Tg增加,热失重温度有所降低,水解前后的溶解性能有很大变化,亲水性能明显增强,例如,当氰基转化率为93.82%时,HPPENK膜的水接触角达到54.4°,比PPENK膜的水接触角(75.3°)减小了20.9°.同时,甄选不同的反应共溶剂、反应温度以及碱浓度,考察其对反应的影响,结果表明,当反应温度为120℃6、mol/L NaOH溶液、以DMAc作为反应的共溶剂时对反应较为有利.制备了基于3种改性树脂的水分散体,其静置稳定性依次为HPPENKc>HPPENKb>HPPENKa,其中HPPENKc水分散体较稳定,30天内未出现沉淀.改性聚合物的结构经FT IR和1H-NMR表征.

新型聚芳醚腈酮超滤膜制备:非溶剂添加剂的影响

以含二氮杂萘酮结构的聚芳醚腈酮(PPENK)为膜材料、N 甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,系统地研究了五种有机非溶剂添加剂(NSA)正丁醇(BuOH)、乙二醇(EgOH)、乙醚(Ether)、乙二醇甲醚(EGME)和聚乙二醇400(PEG 400)在以水作为凝胶剂时对平板超滤膜性能的影响。浊点法滴定了 PPENK/NMP/NSA体系的相图;并以邻近比α值来表征铸膜液组成靠近相分离的程度。结果表明: 以水为凝胶剂制备的超滤膜,在以BuOH、EgOH、EGME和PEG 400为添加剂时,随着α值的增加,平均孔径和水通量增加,截留率降低,膜结构均从指状结构向海绵状结构转变;以 Ether为添加剂时,结果相反。通过改变添加剂的种类和含量,制备了不同孔径大小和通量的PPENK超滤膜。

聚芳醚醚酮酮腈的合成与表征

在KOH和K2CO3存在下,通过2,6-二氯苯甲腈与苯酚在N-甲基吡咯烷酮中的缩合反应,合成了一种新单体2,6-二苯氧基苯甲腈。在无水AlCl3及NMP存在下,将其与对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯在1,2-二氯乙烷中进行低温溶液缩聚,合成了聚芳醚醚酮酮腈(PCEEKK)。用IR、DSC、TG、WAXD等方法对其结构和性能进行了表征。结果表明,聚合物的玻璃化转变温度(Tg)为160～180℃,比聚芳醚酮酮(Tg=156℃)要高,失重温度(Td)为471-495℃;DSC和WAXD的分析表明,PCEEKK为非晶态聚合物。

新型聚芳醚酮腈的合成及表征

以自制的新型二氮杂萘酮联苯酚为单体，与二氟二苯酮，２，６-二氯苯腈共聚合成了一种新型聚芳醚酮腈材料．该材料具有较高的玻璃化转变温度（Ｔｇ＝２７５℃），同时也具有较好的力学性能．本文对该材料的结构和性能进行了分析和表征，结果表明该材料具有较好的综合性能，尤其具有较好的溶解性能．

新型覆铜箔玻纤布增强聚芳醚腈酮层压板

制备了玻纤布增强含二氮杂萘酮聚芳醚腈(PPENK)覆铜层压板,研究了PPENK树脂含量对覆铜层压板弯曲强度、剥离强度和吸水率的影响,以及偶联剂种类和含量对覆铜层压板弯曲强度和剥离强度的影响,并对覆铜层压板的介电性能、耐锡焊性、阻燃性等进行了测试。结果表明:选用KH-560偶联剂处理玻纤布、KH-550处理铜箔,当PPENK树脂含量为55%时,PPENK覆铜层压板的综合性能最优,在2 GHz下其介电常数为3.6,tanδ为0.002 2,在290℃下耐锡焊性超过120 s,剥离强度为1.6 N/mm。

新型改性聚芳醚腈酮耐温水分散涂料的研制

通过对新型耐高温聚合物杂萘联苯聚芳醚腈酮(PPENK)中的氰基转化为亲水性基团羧基或酰胺基,系统地研究了改性聚芳醚腈酮(HPPENK)在耐高温水性涂料中的应用,考察了不同氰基转化率的HPPENKa(55.82%)、HPPENKb(78.23%)和HP-PENKc(93.82%)树脂作为主要成膜物质的水分散体的性能,其中HPPENKc具有较好的分散稳定性和良好的成膜性,漆膜附着力(划圈法)为一级,铅笔硬度>6H,能耐受300℃(24h),对水和有机溶剂有一定耐受能力。甄选了六甲基醚化三聚氰胺树脂(HMMM)、环氧氯丙烷(ECH)、三乙醇胺、甘油、乙二胺等作为HP-PENK的交联剂,其中HMMM和环氧氯丙烷具有较好的交联效果,外加乳化剂采用司班和吐温的复配取得较好的乳化效果。同时,通过考察了乳化剂、分散剂、中和剂、附着力促进剂等涂料助剂的选择及用量,提出了水分散体配方。

渗透汽化分离芳烃/烷烃的聚芳醚腈酮复合膜的制备

采用耐高温的杂萘联苯聚芳醚腈酮(PPENK)超滤膜为底膜,聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯(PEO500OHMA)为单体,通过常压介质阻挡放电(DBD)等离子同步辐照接枝技术,成功制备了芳烃/烷烃渗透汽化分离复合膜.以甲苯/正庚烷为模型体系,考察了单体浓度对复合膜的芳烃/烷烃渗透汽化分离性能的影响规律,并利用分子模拟技术初步探索了其内在机制.结果表明,单体浓度为0.45 mol/L时,PPENK复合膜的甲苯/正庚烷分离系数和渗透通量分别为5.6和2.66 kg/(m 2 h).随单体浓度增大,所制备PPENK复合膜的甲苯/正庚烷分离系数先增大后减小,与溶液中单体的扩散系数的变化趋势一致.这或许说明扩散是制备“孔填充”复合膜需要调控的参数.

用于高性能涂料的无定型聚芳醚腈酮共聚物的制备及性能

通过亲核缩聚反应由酚酞、4,4′-二氟二苯酮和2,6′-二氯苯腈制备了一系列不同腈基含量的无定型聚芳醚腈酮共聚物。通过FT-IR、1 H-NMR、13 C-NMR、DSC、TGA等表征了聚合物的结构与性能。研究表明:随着腈基含量的提高,聚合物的玻璃化转变温度升高,在马口铁板上的附着力逐渐提高;该聚合物在有机溶剂中具有良好的可溶性和成膜性,聚合物涂层具有优异的综合性能。

双酚A型聚芳醚酮腈共聚物的合成与性能

以不同物质的量比的2,6-二氯苯甲腈(DCBN)、4,4'-二氟二苯甲酮(DFBP)和双酚A(BP-A)为原料,在常压下通过溶液聚合反应合成了一系列无定形的双酚A型聚芳醚酮腈共聚物(PEKN)。通过红外光谱(FTIR)、差示扫描量热(DSC)、热失重分析(TGA)等对PEKN共聚物的结构和性能进行了表征。结果表明,此类聚合物具有较高的热稳定性,随着聚合物的组成不同,玻璃化转变温度Tg在154～170℃变化,氮气保护下5%的热失重温度在482～523℃变化。聚合物的力学性能受结构变化影响较大,其拉伸强度介于76～100 MPa。另外,聚合物具有良好的溶解性能,室温下可溶于三氯甲烷、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、N,N-二甲基乙酰胺等有机溶剂中。

聚芳醚腈酮/SiC/Si_3N_4耐高温耐磨纳米复合涂层研究

以新型耐高温聚芳醚腈酮(PPENK)树脂作为涂料成膜物质,纳米SiC和Si3N4共同作为耐磨填料,制备了一系列新型耐高温耐磨PPENK/SiC/Si3N4纳米复合涂料。对复合涂层的摩擦学性能及热性能进行研究,通过扫描电镜(SEM)观察涂层磨损表面形貌,分析涂层磨损机理。结果表明:纳米SiC和Si3N4填料能有效改善纯PPENK树脂涂层的摩擦磨损性能。当PPENK树脂含量为22%,m(SiC)∶m(Si3N4)为3∶2时,涂层摩擦系数最小;当PPENK树脂含量为20%,纳米填料m(SiC)∶m(Si3N4)为1∶1时,涂层磨损质量损失最小。热重分析(TGA)表明无机纳米填料的加入对涂层的热性能有略微增强的作用。PPENK/SiC/Si3N4纳米复合涂层的磨损机理以粘着磨损为主,兼有犁耕磨损。

含二氮杂萘酮联苯结构的聚芳醚腈共聚物的合成及其性能

以类双酚单体4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮,2,6-二氯苯腈和对苯二酚为原料,K2CO3为催化剂,通过溶液聚合法合成了含二氮杂萘酮联苯结构的聚芳醚腈共聚物(1),其结构和性能经FT-IR,GPC,DSC和TGA表征。结果表明,1的Mn为2.03×104,Mw为4.35×104,1具有良好的热性能及溶解性。

磺化侧苯基杂萘联苯聚芳醚腈酮膜材料的研究

以4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮、4-(3-苯基-4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮、2,6-二氯苯腈、4,4′-二氟二苯酮为原料,通过溶液缩聚反应,合成了侧苯基杂萘联苯聚芳醚腈酮(PPENK-P),并对PPENK-P进行磺化改性,制备出含有苯磺酸侧基的杂萘联苯聚芳醚腈酮(SPPENK-P).采用溶液浇铸法制备了SPPENK-P质子交换膜,并对其吸水率、溶胀率、机械性能、耐氧化稳定性、质子传导性等进行测试.结果表明,SPPENK-P可溶解于二甲基乙酰胺、二甲基亚砜等溶剂,5%的热失重温度在330℃以上;随着SPPENK-P中DHPZ-P单元比例的增加,SPPENK-P膜的吸水率、溶胀率、质子传导率增加,而耐氧化性降低;SPPENK-P膜在25℃下的吸水率均在8%以上,95℃下的质子传导率可达9.59×10^(-2) S/cm.

新型改性聚芳醚腈酮耐热水分散体的研究

研究了用NaOH对改性聚芳醚腈酮（PPENK）进行改性，目的是为了得到一种用于耐热水性涂料的树脂。PPENK的水解产物——HPPENI（a（0．5小时）、HPPENKb（1．5小时）和HPPENKc（3．5小时）的特性通过差示扫描量热法（DSC）、热解重量分析（TGA）、接触角（水）和溶解性方法进行检测。其结构则通过FTIR（傅里叶变换红外光谱）和H-NMR来确定。结果表明：当水解时间延长时，腈基团的转化率和水解产物玻璃化温度升高，而PPENK的失重率降低。如人们预期，HPPENK的水解性大幅度提高（例如当CN的转化率为93．82％及与水的接触角从对PPENK的75．3度降到对HPPENK的54．4度时）。通过研究共溶剂的不同反应、反应温度及NaOH的浓度对水解性能的影响，得出结论：最佳的合成工艺为120℃下6M的NaOH溶液，以DMAc（N，N-二甲基乙酰胺）作为共溶剂。