磺化联苯侧基双二氮杂萘酮聚芳醚酮膜的制备

以1′,4-二(1,1′-联苯基)-6,6′-双二氮杂萘-1,4′-二酮、4-(4-羟苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮和4,4′-二氟二苯酮进行共聚合,经磺化改性制备了新型磺化联苯侧基双二氮杂萘酮聚醚酮(SPDPEKs).通过核磁共振波谱、红外光谱对SPDPEKs的结构进行表征.采用溶液浇铸法制备了SPDPEKs质子交换膜,对其离子交换容量(IEC)、溶胀率、质子传导率以及耐氧化性进行了测试.结果表明:SPDPEK质子交换膜的IEC介于0.75~1.77 mmol/g之间,在80℃下的吸水率介于9.2%~30.2%之间,溶胀率低于10%;SPDPEKs膜在95℃的质子传导率介于53.3~146.2 mS/cm,在80℃芬顿试剂中的破裂时间在3.4~5.3 h之间,溶解时间则介于12~36 h.SPDPEKs膜表现出良好的尺寸稳定性、质子传导性和耐氧化稳定性.

杂萘联苯聚芳醚酮改性环氧树脂的结构与性能

采用新型耐高温高性能热塑性树脂杂萘联苯聚芳醚酮(PPEK)对环氧树脂(EP)进行共混改性。研究了共混物的结构和热力学性能,并对其增韧机理进行了分析。结果表明,EP/PPEK/4,4'-二氨基二苯砜共混物的热性能得到了提高而断裂韧性整体呈下降趋势。在添加15份PPEK时,共混物的临界应力强度因子(KIC)略有提高,即韧性略有提高。扫描电子显微镜证明共混物形成了均相结构,缺少能量的吸收过程且界面结合力较弱。

含全氟联苯结构的磺化聚二氮杂萘酮醚氧膦质子交换膜的制备与性能

将全氟联苯、二(4-氟苯基)苯基氧膦与4-(4′-羟基)苯基-2,3-二氮杂萘酮共聚,合成了含全氟联苯结构的聚二氮杂萘酮醚氧膦,再经磺化反应,制备了含全氟联苯结构的磺化聚二氮杂萘酮醚氧膦(sPEPOF-x,x为含氟重复单元的摩尔分数)质子交换膜.由于强疏水全氟联苯结构促进了聚合物膜的亲水/疏水微相分离,提高了质子电导率,降低了溶胀率,sPEPOF质子交换膜表现出优良的综合性能.在80℃下,sPEPOF-25质子交换膜的溶胀率仅为10%,约为Nafion 117的一半,而其电导率为0.099 S/cm,约为Nafion 117的1.2倍,且耐氧化稳定性好,热稳定性高,具有潜在的应用前景.

含有烷基取代基的聚(二氮杂萘酮醚酮)的合成及表征(英文)

目的合成既具有好的溶解性又具有优异的热稳定性的聚(二氮杂萘酮醚酮)。方法通过分子设计,将烷基取代基引入到聚(二氮杂萘酮醚酮)的分子链中。结果通过芳基亲核取代缩聚反应合成一系列带有烷基取代基的新型聚(二氮杂萘酮醚酮)。这种聚(二氮杂萘酮醚酮)室温下可全溶于NMP,DMAc,DMF,Py,CHCl3等极性溶剂中。在氮气中,10%失重高于454℃,玻璃化转变温度范围为208～236℃。结论该方法适宜于将来高性能工程塑料的合成。

高耐热聚芳醚酮固化邻苯二甲腈树脂

以4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮、4,4’-二氟二苯甲酮和4-氨基苯酚为原料,通过两步一锅法合成了一种新型的氨基封端杂萘联苯聚芳醚酮(A-PPEK),采用差示扫描量热法(DSC)探究了其对间苯二酚基邻苯二甲腈(DPPH)的固化性能。相比于常用的芳香二胺固化剂4,4’-二氨基二苯砜(DDS),A-PPEK的5%热失重温度(T_(d5%))提高了69.3℃。另外,与DDS在400℃时快速升华不同,A-PPEK在相同温度下的质量保留率仍>95%,说明A-PPEK可以有效解决小分子固化剂高温下分解,容易在邻苯二甲腈树脂中形成缺陷的问题。一系列实验表明,以A-PPEK固化DPPH,体系具有优异的耐热性和加工流动性,当A-PPEK含量为DPPH质量的10%时,固化树脂的T_(d5%)可达553.2℃,玻璃化转变温度高于实验测试范围380℃,最低黏度可达0.167 Pa·s。

耐高温杂环聚芳醚酮的合成与表征

合成了一种 4-(4 -羟苯基 ) -2 ,3 -二氮杂萘酮 -1(DHPZ)的杂环单体 ,通过DHPZ与 4,4′ -二氟二苯甲酮缩聚 ,得到可溶于有机溶剂的可成膜的耐高温聚芳醚酮 (PAEK)聚合物 ,用IR和1HNMR表征了聚合物的结构 ,用动态粘弹谱测得聚合物的玻璃化转变温度为 2 5 6℃ ,5 %热失重温度为 490℃。

含杂萘联苯结构聚芳醚/DABPA/BDM共混体系研究

介绍了含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚系列树脂和烯丙基双酚A(DABPA)、对二苯甲烷型双马来酰亚胺(BDM)树脂共混增韧改性研究进展。以耐高温可溶性含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚酮(PPEK)、聚芳醚砜(PPES)或聚芳醚腈酮(PPENK)为增韧改性剂,既可以提高BMI共混物的韧性,又赋予其优异的耐热性能,相比而言,含砜基的PPES的增韧效果最好。分别对聚芳醚进行氨基和马来酰亚胺基封端改性,并将其用于BDM的共混改性,结果表明氨基和马来酰亚胺端基均参与BDM树脂的固化反应,增强了聚芳醚树脂与BDM树脂的界面粘结作用,进而提高了增韧效果。其中,加入马来酰亚胺封端PPES的增韧效果最好,缺口冲击强度比纯BDM树脂提高近1倍,达到4.26 k J/m2,样品断面形貌结构分析表明共混物发生了明显塑性变形,在断裂过程中吸收了大量的冲击能,从而使韧性提高。

聚芳醚酮耐热性树脂进展

聚芳醚酮是近年来发展的一种新型耐热性树脂 ,本文着重介绍了聚芳醚酮的结构特点、主要类型及研究进展 ,并对其应用及发展前景进行了概述 ,引用参考文献 1

连续碳纤维增强杂萘联苯共聚芳醚砜复合材料的制备及力学性能

以含二氮杂萘酮联苯共聚芳醚砜(PPBES)为树脂基体,连续碳纤维T700-12K为增强材料,采用溶液浸渍和模压成型的方法制备出单向复合材料。通过对复合材料样条进行三点弯曲以及短梁剪切力学性能测试,考察了复合材料纤维体积分数、模压成型温度、成型压力及保压时间对复合材料弯曲强度、模量及层间剪切强度的影响。分别测试了复合材料在干态及湿态下的高温力学性能的变化规律。结果表明,当复合材料纤维体积分数为63%,模压成型温度为350℃,成型压力为4 MPa,保压时间为20 min时,复合材料的力学性能最佳。动态热机械性能测试结果表明复合材料在230℃之前,储能模量保持稳定。而水煮48 h后复合材料的吸水率为0.3%。

连续纤维增强含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚砜酮树脂基复合材料的界面

利用射频感性耦合冷等离子体(ICP)处理技术改性连续纤维表面,分别采用X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)及动态接触角分析(DCA)系统研究了等离子体处理时间、放电气压、放电功率等工艺参数对连续碳纤维、芳纶纤维和对亚苯基苯并二噁唑(PBO)纤维的表面化学成分、表面形貌、表面粗糙度及表面自由能的影响.研究结果表明,等离子体处理能够在连续纤维表面引入O—C O基等极性基团,使纤维表面极性基团的含量增加,等离子体对纤维表面具有明显的刻蚀作用,经等离子体处理后纤维的表面粗糙度增加,表面自由能增大,纤维的浸润性能得到明显改善.利用等离子体对纤维进行表面处理时应选择合适的等离子体处理工艺参数.在此基础上,采用层间剪切强度(ILSS)、吸水率和扫描电子显微镜(SEM)系统地分析了连续纤维增强可溶性聚芳醚(PPESK)树脂基复合材料的界面粘结与破坏机理.结果表明,冷等离子体处理能够使连续纤维增强PPESK树脂基复合材料的ILSS增大,吸水率降低,复合材料的界面粘结性能得到明显改善.在应力的作用下,复合材料的破坏模式由未处理的界面脱黏破坏转变为冷等离子体处理后树脂基体的破坏.

含二氮杂萘酮联苯结构热塑性聚芳醚树脂基复合材料研究进展

含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚是一类综合性能优异的耐高温热塑性树脂,可采用多种方式加工成型。与传统聚芳醚相比,具有低成本、优异的高温力学性能和良好的溶解性等优势,可作为基体树脂应用于制备复合材料。本文主要介绍了近几年在含二氮杂萘酮联苯结构热塑性聚芳醚树脂基复合材料方面的研究进展,包括玻璃纤维增强复合材料、碳纤维增强复合材料、粉末增强复合材料、耐磨复合材料和功能复合材料等,同时也包括基体树脂的化学和物理改性、填料的优选和复合材料制备工艺的设计等。研究结果表明,以该类聚芳醚热塑性树脂为基体的复合材料具有优异的综合性能,拥有广阔的应用前景。

氮杂环高性能树脂研究进展

含有全芳环扭曲、非平面结构氮杂环高性能树脂兼具耐高温可溶解特性,综合性能优异,解决了传统高性能工程塑料不能兼具耐高温可溶解的技术难题,加工方式多样,应用领域广泛。总结出"全芳环非共平面扭曲的分子链结构可赋予聚合物既耐高温又可溶解的优异综合性能"的分子设计思想。研制成功含二氮杂萘酮联苯结构的新型聚芳醚砜、聚芳醚酮、聚芳醚腈、聚芳酰胺、聚苯并咪唑、聚(1,3,5-三芳基均三嗪)等系列高性能树脂。本文将重点介绍含二氮杂萘酮结构聚(1,3,5-三芳基均三嗪)、聚苯并咪唑以及可注射成型四元共聚芳醚砜酮等合成、结构与性能,以及其应用技术的研究开发最新进展。

一种耐高温氟化聚二氮杂萘酮芳醚憎水材料的合成及性能

由五氟苯肼和2-(4-羟基苯甲酰)苯甲酸制备了AB-型双官能团单体4-(4-羟基苯基)-2-五氟苯基-二氮杂萘酮,以苯做带水剂,在K2CO3的催化下温和的反应条件下通过自身亲核缩聚反应合成了结构规整的氟化聚二氮杂萘酮芳醚材料.用傅里叶衰减全反射红外光谱(FTIR ATR)、氢谱(1H-NMR)、氟谱(19F-NMR)对材料的结构进行了表征.该聚合物的玻璃化转变温度Tg为316℃,Td,5 wt%为491℃,具有良好的热性能;该聚合物薄膜样品测试结果表明该材料具有高的力学性能和绝缘性,拉伸强度超过了60 MPa,表面电阻率为1.8×1015Ω/m2,体积电阻率为5.6×1012Ω/m3;该聚合物在DMAc,DMF,DMSO,NMP,1,1,2,2-四氯乙烷,四氢呋喃,氯仿,吡啶和环丁砜中有良好的溶解性,可加工得到光滑、硬韧的膜;利用表面接触角测定仪考察了不同溶剂体系所得膜材料的表面性能,用DMAc制备膜的接触角为93.3°,用氯仿制备膜的接触角为92.5°,用THF制备膜的接触角为127.1°,接触角大于聚四氟乙烯(112°),且所有考察溶剂中所得膜的接触角都大于90°,具有较好的憎水性.

含二氮杂萘酮结构全芳香杂环聚合物的研究进展

高性能高分子材料在高温下仍保持优异的综合性能,是航空航天、电子电气、高速轨道交通等重要高技术领域不可或缺的材料。在不牺牲耐热性能的前提下改善高性能聚合物的加工性能一直是国内外研究的热点。含二氮杂萘酮结构高性能聚合物是高性能高分子材料的新成员。本文主要综述了含二氮杂萘酮结构的聚芳醚(包括聚芳醚砜酮系列、聚芳醚腈砜酮系列、聚芳醚砜酮酮系列和聚三芳基三嗪环系列)、聚芳酰胺、聚芳酯的合成与性能的研究进展。因二氮杂萘酮联苯结构具有扭曲、非平面和稠环结构特点,使上述聚合物既耐高温又可溶解,加工方式多样,即可热成型加工(模压、挤出、注射等),又可溶液方式加工,应用领域广泛。

4,4'-二氯二苯酮合成二氮杂萘联苯酮结构聚醚砜酮的研究

以4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮(DHPZ)、4,4'-二氯二苯砜(DCS)和4,4'-二氯二苯酮(DCK)为原料,采用分步加料的方法,合成了系列高分子量的聚芳醚砜酮共聚物(PPESKs),其特性黏度在0.40～0.61dL/g之间,解决了由于DCK活性低不适合用于聚芳醚合成的问题.采用FTIR、示差扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)等分析手段对聚合物的结构和性能进行了表征,结果表明,聚合物的结构和所设计的一致,其玻璃化转变温度(Tg)为264～299℃,在N2中5%热失重在500℃以上,热稳定性优良;聚合物溶于N-甲基吡咯烷酮,浇铸得到透明、韧性好的薄膜,其拉伸强度高于68 MPa,杨氏模量大于0.80 GPa,断裂伸长率大于19%.

一种非氟掺杂型质子交换膜材料的制备及表征

将自制的二氮杂萘酮类双酚(DHPZ)、磺化4,4′-二氯二苯砜(SDCS-Na),与商用双酚A(BPA)及4,4′-二氟二苯酮(DFK)进行溶液直接共缩聚反应,合成一系列磺化度可任意调控的新型磺化聚芳醚砜酮(SPBESKs)共聚物。将此聚合物与聚醚酮(PPEK)以7∶3(质量比)溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中配成10%(质量分数)的成膜液,60℃下刮制成膜。用FTIR1、H-NMR和特性粘度(η)等手段对聚合物进行了表征,并对膜的性能进行了研究。研究结果表明掺杂PPEK后成膜性提高,膜的含水率、溶胀率、离子交换能力(IEC)、水解稳定性、抗氧化性等随磺化度的变化呈一定的规律性,聚合物磺化度0.70和0.80的膜IEC值分别为1.04和1.29mmol/g。

大尺寸亲水结构序列嵌段离聚物的结构及性能

以双酚芴、4,4’-二氯二苯砜、联苯双酚型二氮杂萘酮、二氟二苯酮磺酸钠为原料,采用"二锅二步"法制备了一系列具有不同尺寸亲水结构的芴-联苯双酚型氮杂萘酮-两亲序列嵌段聚芳醚砜酮离聚物质子交换膜材料.对合成的质子交换膜材料结构和性能的研究表明:该系列新型离聚物的结构可控;离聚物膜具有明显的微相分离结构,憎水相以小的分离的连续相包裹在亲水连续相中,且随着亲水链段尺寸的增大,其亲水区域的尺寸增大,呈现明显的吸水溶胀状态,形成了大的质子交换通道;该系列膜具有良好的热稳定性,合适的吸水率和溶胀率,良好的质子传导率、力学性能以及高温水解稳定性;随着大尺寸亲水链段尺寸的增加,膜的吸醇率增加,抗氧化性能降低;该系列膜的质子传导率随着温度的升高而增大,5c,5d在20℃下的质子传导率接近或高于Nafion 117的30℃质子传导率,5d的质子传导率在80℃下达到了15.63mS/cm.

玻纤布增强PPBES/PPENK树脂基层压板

将耐高温可溶解的杂萘联苯共聚芳醚砜(PPBES)与聚芳醚腈酮(PPENK)共混,采用溶液浸渍法制备了玻纤布增强PPBES/PPENK树脂基层压板。研究了树脂的相容性及树脂配比以及共混树脂含量对PPBES/PPENK层压板的室温及150℃弯曲强度、吸水率的影响,对层压板的介电性能、阻燃性能等进行了测试。结果表明:PPBES与PPENK完全相容。当PPBES/PPENK=4/6(质量比),树脂含量为35.4%时,层压板的综合性能最佳,且150℃的弯曲强度保持率为90.4%。在1MHz下,介电常数为3.5,tanδ为0.0037;在DC500V下,体积电阻率为5.9×1013Ω·m;阻燃性能达到V-0级。

成型温度对CF/PPEK复合材料的缺陷和力学性能影响

分别采用溶液浸渍法及真空热压成型法制备了连续碳纤维增强含杂萘联苯结构聚芳醚酮(CF/PPEK)预浸料和复合材料,对不同成型温度制备的复合材料进行了超声相控阵和三维X射线显微镜(XRM)无损检测,利用旋转流变仪、电子万能试验机、动态力学分析仪(DMA)、红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、金相显微镜对CF/PPEK复合材料进行了表征,系统研究了成型温度对纤维的浸润质量以及复合材料孔隙率、弯曲行为和层间剪切性能的影响,通过力学性能分析和断口形貌表征研究了断裂机理及缺陷对其性能产生的影响。试验结果表明:成型温度为350℃时,CF/PPEK复合材料的弯曲模量和层间剪切强度分别为125 GPa和64 MPa;成型温度为360℃时,CF/PPEK复合材料的缺陷最少,弯曲强度可达1376 MPa;而370℃高温下,复合材料出现明显缺陷,各方面性能急剧下降。

碱性甲醇燃料电池用季铵化PPEK膜的研究

聚合物碱性甲醇燃料电池是一种正在兴起的移动电源,氢氧根离子交换膜是碱性甲醇燃料电池的关键材料题之一。从聚二氮杂萘酮醚酮(PPEK)出发,依次采用氯甲基化、溶液法流延成型、三甲胺季铵化和KOH溶液处理等方法,制备了季铵碱型的聚二氮杂萘酮醚酮(QPPEK-OH)电解质膜,测定了膜的电导率和甲醇渗透性。研究发现,每个重复链节中平均含有1.3个季铵碱离子的聚二氮杂萘酮醚酮膜,导电率和甲醇的渗透系数分别为1.14×10-2S/cm和6.57×10-7cm2/s。