基于基团贡献法和分子动力学预测聚间苯二甲酰对苯二胺的玻璃化转变温度

采用基团贡献法(GC)和分子动力学法(MD)模拟了聚间苯二甲酰间苯二胺纤维(MPDI)和聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)的玻璃化转变温度,并与实验值进行了对比.结果表明,使用基团贡献法和分子动力学法测得的MPDI和PPTA的玻璃化转变温度与实验值接近,说明基团贡献法和分子动力学法可以用来预测芳香族聚酰胺的玻璃化转变温度.在此基础上,采用GC和MD预测了聚间苯二甲酰对苯二胺(PPIA)的玻璃化转变温度.在MD模拟中,对密度、比体积、回转半径和非键相互作用随温度的变化规律进行了分析.结果表明,自由体积理论能较好地解释PPIA的玻璃化转变现象,其中非键相互作用随温度的变化是玻璃化转变的本质原因. PPIA的玻璃化转变温度介于MPDI和PPTA之间,有望成为综合性能介于两者之间的另一种高性能聚酰胺.

聚间苯二甲酰对苯二胺的合成及性能表征

采用界面缩聚法合成了聚间苯二甲酰对苯二胺(PPIA),研究了各反应条件对聚合物比浓对数黏度的影响,并通过红外、热重分析使聚合物的结构与热性能进行了表征和分析,同时对聚合物进行了溶解性实验。结果表明,聚合反应的温度对聚合物比浓对数黏度存在峰值,较佳的反应温度为15℃,提高搅拌速率有利于获得高黏度的产物,缚酸剂2-甲基吡啶的用量与单体对苯二胺用量的物质的量比应略超过2∶1为佳,单体物质的量比的变化对聚合物的比浓对数黏度影响较小。当温度高于200℃时,PPIA才开始分解,在586℃时热失重率为48%,PPIA有望成为一种耐高温纤维。聚合物在常见的极性溶剂中溶解性较差,当极性溶剂中溶有无机盐时,增强了PPIA的溶解性。

聚间苯二甲酰对苯二胺(PPIA)数均分子量的测定

聚间苯二甲酰对苯二胺是一种新型的芳酰胺聚合物,极有潜力发展为高性能纤维家族的新成员。由于聚间苯二甲酰对苯二胺分子链的刚性特征,使得现有凝胶渗透色谱(GPC)仪器所用的溶剂很难对其溶解,其分子量的测定不能采用凝胶渗透色谱的方法,因此采用端基分析法测定聚间苯二甲酰对苯二胺的数均分子量。采用直接电位滴定法测定聚合物羧端基的含量,以玻璃电极做指示电极,甘汞电极为参比电极,用电位滴定仪进行测定。采取分光光度法测定聚合物的氨端基含量,利用分光光度计测定不同浓度对苯二胺溶液的吸光值,绘制出浓度-吸光值曲线,然后用已知浓度的对氯苯胺溶液进行校验,最后测定聚合物溶液的吸光值可算出氨端基含量。最后结合端羧基和端氨基的含量通过计算得到聚间苯二甲酰对苯二胺的数均分子量,此方法简单、实用,不需要复杂的仪器设备。

低温溶液缩聚法制备聚间苯二甲酰对苯二胺

采用低温溶液缩聚法制备了聚间苯二甲酰对苯二胺(PPIA),讨论了单体浓度、单体物质的量配比、反应温度等因素对聚合反应的影响,并用红外光谱(IR)、热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对实验产物进行了测定。红外检测出的特征峰符合PPIA的结构特征,热重测得热分解速率最大温度在520℃左右,X射线衍射表明聚合物有明显结晶现象,并且扫描电镜显示下的聚合物结构聚集状态良好。

低温溶液缩聚法合成聚间苯二甲酰对苯二胺及其表征

采用有机硅保护剂三甲基氯硅烷(TMCS)与对苯二胺(PPD)反应生成一种稳定的二胺单体N,N′-双(三甲基硅烷)对苯二胺(BTMSP),再与间苯二甲酰氯(IPC)通过低温溶液缩聚法合成聚间苯二甲酰对苯二胺(PPIA),对PPIA的结构与性能进行了表征。结果表明:采用TMCS保护PPD的方法具有高度可行性;相比于未用保护剂,BTMSP与IPC聚合反应时间缩短,反应3 h后所得PPIA的比浓对数黏度达1.35 dL/g;采用BTMSP合成的聚合物符合PPIA的基本结构,TMCS未参与聚合物的构成;制得的PPIA数均相对分子质量为31 318,重均相对分子质量为81 760,相对分子质量分散指数为2.61;制得的PPIA在522℃左右分解速率达到最大值,质量损失率约52%,具有良好的耐热性。

高通量聚间苯二甲酰间苯二胺超滤膜的制备与性能研究

以聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)为膜材料,H_(2)O和CaCl_(2)为混合添加剂,采用L-S相转化法制备PMIA基超滤膜,并分别考察了H_(2)O和CaCl_(2)浓度对超滤膜的孔结构、孔隙率、水渗透通量以及对葡聚糖截留性能的影响规律.结果表明,引入适量H_(2)O作为助溶剂,会提高CaCl_(2)在DMAc溶剂中的溶解度,降低溶剂与非溶剂的交换速率,延迟相分离使得膜形成更发达的海绵状孔和直通型指状孔结构,因而具有较高的孔隙率、纯水渗透率以及葡聚糖截留率;同样,向铸膜液体系中加入适量的CaCl_(2),离子-偶极作用会破坏PMIA分子间的氢键,因增加了铸膜液的热力学稳定性而延迟相分离.当H_(2)O的添加质量分数为10%,CaCl_(2)为4%时,所制备PMIA超滤膜的孔隙率高达73.7%,纯水渗透率为16970 L/(m^(2)·h·MPa),同时对相对分子质量为150000葡聚糖的截留率为90.5%,BSA截留率为98.9%,展现出良好的应用前景.

含氯取代基的聚间苯二甲酰间苯二胺的合成与表征

以 2 ,5 -二氯对苯二甲酰氯作为第三单体 ,将其与间苯二甲酰氯、间苯二胺在N ,N -二甲基乙酰胺中进行低温溶液共缩聚反应 ,合成了含氯取代基的聚间苯二甲酰间苯二胺。研究了单体摩尔浓度、反应初始温度、叔胺添加剂种类、第三单体用量等对共聚物相对分子质量的影响 ,并用红外光谱、热重分析等方法对共聚物进行了表征。

溶液喷射聚间苯二甲酰间苯二胺纳米纤维膜的过滤性能

以质量分数为12%的聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)溶液为纺丝液,采用溶液喷射纺丝技术制备了直径范围为146~532nm的PMIA纳米纤维膜,探讨了面密度对纤维膜孔径结构、透气性、水通量及过滤效率的影响.结果表明,随着面密度的增加,纤维膜的平均孔径、透气量和水通量逐渐降低,过滤效率明显增加,当面密度为22.8g/m2时,纤维膜对2.5μm聚苯乙烯(PS)微球的过滤效率高达99%以上.过滤机理研究结果表明,PS微球很大程度上被拦截在纤维膜表层,膜污染程度较小.

界面缩聚法制备聚间苯二甲酰间苯二胺

采用界面缩聚法制备了聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA),并通过红外、热重和凝胶渗透色谱(GPC)等方法与传统的低温溶液缩聚法制得的聚合物进行了比较。界面缩聚法制得的聚合物与低温溶液缩聚法制得的聚合物结构一致,但是界面缩聚法制得的PMIA聚合物的热稳定性稍好一些,最大分解速率对应的温度(界面缩聚:452℃,低温溶液缩聚:448℃);且具有分子量分布更窄小的优点(界面缩聚:2.25,低温溶液缩聚:2.87)。通过扫描电镜(SEM)对聚合物制得的纤维表面进行分析,结果表明,采用界面缩聚法制得的PMIA纤维缺陷较少,有利于得到高品质的纤维。

叔胺作为HCl吸收剂对间苯二胺与间苯二甲酰氯缩聚反应的影响

研究了各种叔胺作为聚间苯二甲酰间苯二胺 (PMIA)合成反应中HCl的吸收剂对PMIA分子量的影响 .结果表明 ,在PMIA树脂合成中加入添加剂α -甲基吡啶 ,对提高PMIA分子量作用明显 .探索了高分子量PMIA树脂稳定的生产工艺 ,并用红外光谱。

氯化氢对聚间苯二甲酰间苯二胺聚合反应的影响

采用低温溶液聚合的方法,将间苯二甲酰氯(IPC)和间苯二胺(MPD)在N,N'-二甲基甲酰胺(DMAC)中聚合,在聚合的不同阶段,由纯氨(NH3)或二正丁胺(DBA)中和反应生成了氯化氢,最后得到了聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA).研究了反应中生成的氯化氢对聚合反应体系的表观粘度、PMIA聚合物的比浓对数粘度以及PMIA溶液稳定性的影响.

双螺杆反应性挤出聚间苯二甲酰间苯二胺的研究(英文)

采用双 螺杆挤出机为主反应器,以二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂 体系制备了较高相对分子质量的聚境苯二甲酰间苯二胺 (PMIA)。实验结果表明,双螺杆挤出机的引入能使反应 时间从间歇式的60-70 min减少到25 min,同时聚合物 的比浓对数粘度(ηinh)提高10％。在相同的停留时间 下,聚合物的ηinh随着螺杆转速的增加而增大。

聚间苯二甲酰间苯二胺基复合电介质的制备及其导热性能

分别选用过氧化氢和聚多巴胺(PDA)改性钛酸钡纳米粒子和多壁碳管(MWCNTs),以六亚甲基二异氰酸酯为“桥联剂”将改性钛酸钡和MWCNTs构筑成钛酸钡-多壁碳管(BTCN)复合粒子。研究了BTCN复合粒子对聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)基复合电介质热学性能、介电性能和导热性能的影响。结果表明,BTCN复合粒子并没有影响PMIA基复合电介质的热学性能,所制备的复合材料的玻璃化转变温度均超过275℃。同时,随着BTCN复合粒子含量的增加,PMIA基复合电介质的介电常数提升明显,当BTCN含量为10%(质量分数)时,PMIA电介质在10~3Hz时的介电常数相较于纯PMIA提升了117%。此外,BTCN复合粒子的加入可有效改善PMIA基复合电介质的导热性,如含有10%BTCN复合粒子的PMIA基复合电介质的导热系数提升至0.62W/(m·K),相较于纯PMIA[0.23W/(m·K)]提升了169%,导热性能的改善可有效降低电介质内部热效应,避免热击穿的发生。

由聚氧乙烯和聚4'''-酰胺基对四联苯-2,6-二甲酰对苯二胺构筑的OAO形三元嵌段共聚物在N、N-二甲基甲酰胺中的自组装结构模拟

利用耗散粒子动力学模拟方法,研究了由拉胀聚合物聚4'''-酰胺基对四联苯-2,6-二甲酰对苯二胺(A)与聚氧乙烯(PEO)组成的OAO形三元嵌段共聚物在溶剂N、N-二甲基甲酰胺(DMF)中的自组装行为,探究了共聚物浓度和链段A的长度对三元嵌段共聚物自组装结构的影响。结果表明,由聚4'''-酰胺基对四联苯-2,6-二甲酰对苯二胺(A)与聚氧乙烯(PEO)构筑的线型嵌段共聚物在溶剂N、N-二甲基甲酰胺(DMF)中的自组装将形成形态各异的球状、柱状、毛刷型以及"球刺"状胶束等结构;随着共聚物浓度的增加,球状胶束结构消失,逐渐演变为柱状以及毛刷型结构;随着链段A长度的增加,共聚物形成的球状胶束结构慢慢转变为"球刺"状胶束。

涂覆聚间苯二甲酰间苯二胺浆液提高间位芳纶纸电气强度的研究

采用不同固含量的聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)浆液对间位芳纶纸进行表面涂覆,然后对涂覆PMIA浆液后的间位芳纶纸进行烘干处理。采用冷场发射扫描电子显微镜、万能试验机、宽频介电阻抗谱仪和电气强度测试仪表征改性间位芳纶纸的形貌、力学性能、介电性能和电气强度。结果表明:PMIA浆液能够改变间位芳纶纸的结构,并减小间位芳纶纸内部孔洞。当表面涂覆的PMIA浆液的固含量为10%时,间位芳纶纸的横向和纵向抗张强度分别提升至51.3 MPa和94.4 MPa。此外,涂覆固含量为10%的PMIA浆液的间位芳纶纸介电常数为2.07,电气强度提升至29.83 kV/mm。表面涂覆PMIA浆液后的间位芳纶纸力学性能和电气强度优于原始芳纶纸,并且在180℃下处理后,改性间位芳纶纸的力学性能和电气强度仍优于原始间位芳纶纸,能够满足芳纶纸在更高电场强环境中的应用,进一步拓宽了芳纶纸的应用领域。

聚间苯二甲酰间苯二胺超滤膜的制备与性能研究

以聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,分别以氯化锂(LiCl)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)为添加剂,采用相转化法制备PMIA超滤膜,研究了聚合物浓度、添加剂的种类对铸膜液体系及膜结构和性能的影响.结果表明,随着PMIA、LiCl、PVP和PEG含量的增加,铸膜液的黏度增加;随着PMIA、PVP和PEG含量的增加,铸膜液的热力学稳定性降低,但是LiCl的加入使铸膜液的热力学稳定性提升.通过对膜结构和性能的分析可知,随着PMIA、LiCl和PVP含量的增加,膜的孔隙率和纯水通量降低,而PEG的增加则使膜的孔隙率和纯水通量先增加后降低,当PMIA质量分数为12%,PEG质量分数为6%时,膜纯水通量高达707.43L/(m2·h),所有膜对BSA都具有较高的截留率,均在99%以上.

耐高温聚间苯二甲酰间苯二胺介电复合材料的制备及性能

采用水热法以二氧化钛(TiO_(2))纳米粒子为原料合成了高长径比钛酸钡纳米线((BaTiO_(3)nanowires(BTN));为了改善BTN与聚合物基体的相容性并保持BTN完整的化学结构,选择聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为改性剂,通过物理吸附作用将其包裹在BTN表面形成P-BTN纳米线;随后将P-BTN作为高介电常数填料加入到聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)基体中制备出耐高温的PMIA介电复合材料。研究了P-BTN含量对PMIA复合材料介电性能、击穿强度的影响以及高温下P-BTN/PMIA复合材料介电性能的变化。结果表明:BTN经过PVP表面改性后,在P-BTN含量较高时依然可以均匀地分散在PMIA基体中,且与PMIA基体具有良好的相容性;随着P-BTN含量的增加,PMIA复合材料的介电常数提升明显;100 Hz时,含有15%(质量分数)P-BTN的PMIA复合材料的介电常数提升至18.5,相较于纯PMIA增加了7.4倍,同时介电损耗依然较低;在高温环境中(150~250℃),P-BTN/PMIA复合材料的介电性能稳定,没有出现明显波动,满足高温环境对材料介电性能的使用要求;此外,低含量P-BTN还可以改善PMIA介电复合材料的击穿强度,适用于更高电场强度环境中。

改性钛酸钡/聚间苯二甲酰间苯二胺复合薄膜的制备与介电性能

通过在钛酸钡纳米颗粒表面羟基化处理后用十八烷基异氰酸酯进行化学接枝改性,然后将改性后的钛酸钡纳米粒子加入到聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)浆液中,采用刮涂法制得耐高温的高性能PMIA介电复合薄膜。通过红外研究了复合粒子表面官能团变化;通过热重研究复合薄膜和复合粒子的热稳定性;利用X射线光电子能谱分析材料的元素成分和相关的化学键种类,表明十八烷基异氰酸酯成功地接枝到纳米钛酸钡表面;通过扫描电镜研究了复合薄膜的断面形貌,表明经过改性后的纳米钛酸钡改善了其与PMIA基体的相容性;通过宽频介电阻抗谱仪研究不同条件下复合薄膜的介电性能变化。结果表明,当改性钛酸钡纳米粒子质量分数为15%时,复合薄膜的介电常数是纯PMIA膜的5.4倍,同时保持了较低的介电损耗;同时,当温度到达120℃时,复合薄膜依然保持了良好的介电性能,能满足高温环境的应用要求。

聚多联苯2,6-二甲酰对苯二胺的力学性能模拟

设计了一类线型聚多联苯2,6-二甲酰对苯二胺聚合物,并对聚合物分子模型进行了计算机模拟,通过分子力学和力学性质模块的计算得到了聚多联苯2,6-二甲酰对苯二胺的一些力学参数.模拟结果表明,聚多联苯2,6-二甲酰对苯二胺类型芳酰胺聚合物通过自组装可以呈现类倒插蜂窝结构排列,除聚二联苯2,6-二甲酰对苯二胺和聚三联苯2,6-二甲酰对苯二胺以外,该系列聚合物在xy平面内均具有负泊松比.

聚间苯二甲酰间苯二胺干-湿法及干法纤维静电成形研究

通过聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)/甲基咪唑四氟硼酸盐([bmim]BF4)和聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)两个体系,采用干-湿法以及干法静电纺丝的方法,制备出了直径在300nm^3μm之间的亚微米尺度的纤维,并比较了PMIA干-湿法及干法静电纺丝的成纤工艺.利用光学显微镜、扫描电镜比较了两种方法所得电纺纤维的形态,并通过纤维结晶度测试比较了两种纤维的结晶结构,从而研究了新型溶剂离子液的使用对高聚物纤维静电成形的影响.