采用4,6-二氨基间苯二酚-对苯二甲酸盐合成聚苯撑苯并二噁唑

以 4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐和对苯二甲酸为原料 ,制备了 4,6-二氨基间苯二酚 -对苯二甲酸盐 ( TA盐 ) ,并采用傅里叶红外 ( FTIR)、质谱 ( MS)、差热分析 ( DSC)和元素分析等测试手段对其结构进行了表征 ;以多聚磷酸为介质 ,将 TA盐缩聚得到具有较高粘度 (特性粘数 [η]=2 4 .5d L/g)的聚苯撑苯并二唑 ( PBO) ,并通过 FTIR、元素分析和热重分析 ( TGA)等对 PBO合成工艺和热性能进行了研究 .这种通过 TA盐聚合的方法不仅缩短了反应时间 ,而且比较容易得到具有较高相对分子质量的 PBO.

聚苯撑苯并二噁唑(PBO)的合成

分别由对苯二甲酸(TPA)、对苯二甲酰氯(TPC)和4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐(DAR)聚合得到了[η]=15.2、10.4 dL/g的PBO聚合物,对聚合物进行了红外光谱及元素分析,用透射电镜观察了聚合物膜的形态,同时比较了两种聚合体系对聚合反应的影响。

聚苯撑苯并二噻唑的纺丝工艺研究

对聚苯撑苯并二噻唑（PBZT）的纺丝采用了“干喷湿纺”新技术，连续纺出了高强度、高模量的PBZT纤维。研究了PBZT的溶液浓度、PZT分子量、纺丝时空气层高度、纺丝温度和拉伸比对所纺出PBZT纤维力学性能的影响，找到了最佳纺丝工艺条件。

聚苯撑苯并二噁唑/纳米石墨微片复合材料的制备及表征

在常规反应器中利用原位插层法的原理,制备了聚苯撑苯并二噁唑/纳米石墨微片(PBO/GN)复合材料。该反应在常规反应器中能顺利进行,避免使用双螺杆挤出机等高端设备,大大降低了反应成本。对PBO/GN复合材料进行了红外及热重分析、特性黏数比较和力学性能测定,与同等条件下制得的PBO进行了对比分析。结果表明:GN对PBO的聚合有促进作用,制得的PBO/GN复合材料不仅具有PBO材料优良的耐热性,纤维拉伸强度也相对提高了90%左右。

聚苯撑苯并双噁唑的电致发光

通过光谱技术、电化学特性等对聚苯撑苯并双噁唑(PBO)的性能进行了系统研究。通过电化学分析获得该聚合物最高占有分子轨道能级(HOMO)大约为EHOMO=5.69eV,通过光谱分析计算得到最低空轨道能级(LUMO)大约为ELUMO=2.99eV。PBO的溶液光致发光在430～500nm范围,呈现明显的浓度效应;其薄膜的光致发光峰大约位于500nm。研究制作了以PBO为发光层的单层电致发光器件ITO/PBO(60nm)/Al和双层电致发光器件ITO/CuPc(25nm)/PBO(60nm)/Al,其电致发光峰位具有聚集态发光的特征。器件的发光亮度和稳定性在双层器件中获得提高,器件的发光峰位随驱动电压大小在520～555nm范围变化。

聚对苯撑苯并双噁唑的缩聚反应

采用4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐和对苯二甲酸制备的络合盐,在多聚磷酸体系中缩聚制备聚对苯撑苯并双噁唑(PBO),反应在聚合反应釜与双螺杆挤出机中完成。采用黏度测试、红外光谱(FT-IR)、热失重(TG-DTG)和紫外可见光谱(UV)等分析方法,对反应不同阶段的聚合物黏度、分子量、结构进行了表征,对分子量的增长过程进行研究。实验结果表明,采用络合盐聚合能够制备出高分子量聚合物,后期采用双螺杆挤出机进行聚合,进一步提高了聚合物的均匀性和分子量。液晶相聚合时,主要是扩散控制。

聚对苯撑苯并双噁唑纤维的表面改性及疏水性涂层制备

采用偶联剂KH-560对聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维进行表面活化,并用含有十七氟癸基三甲氧基硅烷(HFTES)的涂层对偶联剂改性后的PBO纤维表面进行疏水性处理。利用X射线光电子能谱、扫描电镜等对PBO纤维表面结构和性能进行表征,考察了偶联剂KH-560质量分数对PBO纤维表面改性效果的影响,同时分析了HFTES质量分数对PBO纤维疏水性的影响。研究结果表明,采用KH-560改性PBO表面时,PBO纤维表面形成了薄层偶联剂涂层,纤维表面粗糙度增加,PBO纤维表面引入的环氧基活性基团增强了纤维表面活性。随着HFTES浓度的提升,PBO纤维吸水率下降。经HFTES处理后PBO纤维的吸水率大幅度下降,经含有HFTES的有机硅改性环氧树脂涂层处理后的PBO纤维表面水接触角可达132°。

改性聚对苯撑苯并双噁唑纤维增强聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损性能

分别采用稀土溶液(RES)和偶联剂对聚对苯撑苯并双(口恶)唑(PBO)纤维进行表面改性处理,并评价了改性前后PBO与热塑性聚酰亚胺(TPI)复合材料的冲击性能和摩擦磨损性能.结果表明,RES和偶联剂都能够提高PBO纤维与TPI基体之间的界面结合性能,从而提高PBO/TPI复合材料的冲击性能和摩擦磨损性能,而且RES改性处理的方法更有效,在相同的试验条件下,经过RES处理的PBO/TPI复合材料的冲击性能和摩擦磨损性能最优.这是由于经RES改性处理后PBO纤维表面O/C的比率较大,表明RES改性处理PBO纤维表面的含氧活性官能团浓度较高,从而有效提高了纤维与树脂基体之间的结合性能.

聚对苯撑苯并二恶唑纤维发展概况与应用前景

介绍了聚对苯撑苯并二恶唑(PBO)纤维的性能特点、单体和聚合物合成及液晶纺丝制造工艺,综述了PBO纤维近30年来在国内外发展的技术进展及其应用前景,指出PBO纤维是一种高强度、高模量、高热稳定性和高耐化学腐蚀性的新型纤维,在高温过滤、电子电气、合成材料、安全防护、国防军工、交通运输、航空航天、桥梁工程、建筑建材等20多个工业领域都有广泛的应用,并对今后国内PBO纤维的发展提出了建议。

AB型顺式聚对苯撑苯并二噁唑新单体的合成与应用研究

合成了AB型顺式聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)新单体:5-氨基-6-羟基-2-(对甲氧羰基苯基)苯并噁唑(MAB)和5-氨基-6-羟基-2-(对羧基苯基)苯并噁唑(ABA),阐述了AB型新单体的分子结构特征,并测定了抗氧化及热分解性能,探索了新单体在自缩聚反应制备PBO树脂中的应用。结果表明:采用以4-氨基-6硝基间苯二酚盐酸盐和对苯二甲酸单甲酯为原料,依次经酰氯化、缩环合、加氢还原及其碱性水解的合成路线,可分别成功地获得纯度98%的MAB和99%的ABA,它们在高温均缩聚的应用中无需抗氧剂即可方便制得PBO树脂。最后为进一步提升PBO材料的性能,以新的思路提出PBO改性等方面的研究途径。

聚对苯撑苯并二噁唑纤维展望

介绍了聚对苯撑苯并二噁唑(PB0)纤维的性能特点、单体和聚合物合成及液晶纺丝制造工艺,综述了PBO纤维近30年来在国内外发展的技术进展及其应用前景,并对今后国内PBO纤维的发展提出了建议。

聚多巴胺修饰聚对苯撑苯并双噁唑纤维增强其抗老化性与功能性

高性能纤维聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)容易受紫外光照射而导致其性能显著下降。为了提高PBO材料的抗老化性能,文中通过简易方法在纤维表面直接修饰富含酚羟基的纳米厚度的聚多巴胺薄层,并比较研究了初始纤维与多巴胺修饰纤维在紫外光照射前后的力学性能、热稳定性能、结晶取向等性能的变化。结果表明,未经修饰的PBO纤维的力学等性能在紫外光照射后显著下降,如拉伸强度下降了67%;而表面经过修饰的PBO纤维在经过紫外光照射后,其性能变化显著减小,如拉伸强度仅下降了33%。并且,聚多巴胺修饰的PBO纤维对污染物罗丹明B染料等具有一定的吸附性能,吸附24 h的吸附容量达0.25 mg/g。因此,在材料表面修饰聚多巴胺层可有效改善PBO纤维的抗紫外光老化性能,提高了材料的功能性。

高分子量聚对苯撑苯并双口恶唑的合成及性能研究

采用4,6-二氨基-1,3苯二酚磷酸盐(DAR.2H3PO4)和对苯二甲酸(TPA)为原料,在氮气保护下,多聚磷酸介质中经缩聚得到聚对苯撑苯并双口恶唑(PBO)。通过重结晶使4,6-二氨基-1,3苯二酚磷酸盐纯度达到99.8%。考查了不同五氧化二磷含量和最高反应温度对聚合的影响,通过实验得到的最佳工艺条件是:聚合温度为120～180℃,控制最终五氧化二磷的质量分数ω(P2O5)=83.5%～84.5%。采用红外光谱、元素分析、XRD对PBO结构进行表征,热重分析表明PBO在氮气和空气中有很好的稳定性,在甲烷磺酸(30±0.1)℃中测得PBO特性黏度为20.4dL/g。

聚对苯撑苯并二噁唑原纤化纳米纤维制备技术及结构性能

聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维是一种具有多重原纤结构的高分子聚合物。通过机械力作用可以使PBO纤维发生原纤化,制备具有直径小于100 nm的PBO原纤化纳米纤维。文中对PBO纤维发生原纤化的历程及机理进行研究,扫描电镜观察发现PBO纤维的原纤化过程包括:脱除皮层、主干破坏、进一步原纤化等阶段,剥离和劈裂是原纤化的主要方式。经过原纤化处理的PBO纤维,呈现不同尺寸纤维组成的多分散体。打浆度70°SR的PBO原纤化纳米纤维的直径可达到50 nm,其保水值118%,纤维长度分布主要集中在0.3~0.5 mm,比表面积21.89 m^2/g。以PBO原纤化纳米纤维为原料,通过湿法成形方式在抄纸系统上制备的纸基材料力学性能随着原纤化程度增加而增加。

聚对苯撑苯并二噁唑的合成方法进展

聚对苯撑苯并二噁唑是一类具有独特刚性结构的芳香族液晶高分子,因其具有高强度、高模量及耐高温性能而成为杂环聚合物中最有发展潜力的一类聚合物,并受到广泛关注。总结、分析了近年来制备聚对苯撑苯并二噁唑的方法,如对苯二甲酸法、对苯二甲酰氯法、DAR/TPA盐法等,并展望了聚对苯撑苯并二噁唑聚合物的发展方向和趋势。

改进DAR磷酸盐法合成聚对苯撑苯并二噁唑

以50%的磷酸为溶剂对4,6-二氨基间苯二酚二磷酸盐(DAR·2H3PO4)进行重结晶,以NMP为溶剂对对苯二甲酸(TPA)进行重结晶,纯化后的DAR·2H3PO4的纯度为99.8%,TPA的纯度为99.9%;自行设计集聚合和纺丝为一体的反应器,最终得到单丝状的聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)产物;通过添加苯并三唑类紫外线吸收剂到聚合体系来改善产品的光稳定性,所得单丝产品分子量高、结晶度好、光稳定性增强;通过红外光谱分析、热重分析、广角X射线衍射对PBO单丝进行了表征。

高模聚对苯撑苯并二噁唑复丝纤维拉伸性能测试方法

参照相关的纤维力学性能测试标准,对高模型HM-PBO复丝纤维的拉伸性能测试方法进行系统研究。结果表明:夹持型夹具和陶瓷材质夹具体适用于PBO干纱复丝拉伸性能测试;捻系数对PBO拉伸性能影响比较大,最佳捻系数为8;同时发现加捻会影响纤维的取向度;在一定范围内拉伸速率的增加会使得纤维断裂强度增加;而在测试范围内的预加张力对PBO纤维拉伸性能影响不大;夹持长度越长,由横梁测得的拉伸形变越接近真实值。

聚对苯撑苯并双噁唑纤维改性技术的研究进展

介绍了近年来聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维的改性方法,并对今后PBO纤维的改性方向进行了展望。PBO纤维的改性主要是采用碳纳米管、石墨烯等纳米粒子及第三单体对PBO纤维进行共混复合及原位共聚改性,从而提高PBO纤维的力学性能、热学性能、表面性能及耐老化性能等。今后应加强改性体PBO基体的共聚改性机理及改性体对PBO聚合、纺丝过程的影响研究,探索多种改性技术的混合使用或新的改性技术,从而制备出更优异的高性能PBO纤维。

异丙氧基官能化聚芳酰胺高温热处理高效制备聚对苯撑苯并双噁唑

针对高性能纤维聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)现有制备方法单体合成困难、聚合工艺复杂及纺丝难度大等问题,采用高温热处理方法制备PBO.合成4,6-二异丙氧基-1,3-二氨基苯作为单体,将其与对苯二甲酰氯缩聚制得PBO前驱体-异丙氧基官能化聚芳酰胺;该前驱体通过静电纺丝制成纳米纤维薄膜,并在350℃与氩气气氛等条件下,通过热处理成功实现了前驱体主链的分子内环化、制得目标PBO,制备出的PBO具有高达562℃的热降解温度。该方法摆脱了对传统易氧化4,6-二氨基-间苯二酚单体的依赖,显著降低了聚合和成型难度,丰富了PBO的制备方法学。

聚对苯撑苯并二噁唑纤维含水率对其直接氟化表面改性效果的影响

聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维具有极其优异的力学性能与耐高温性能,因此被广泛应用于复合材料。但是由于自身的化学惰性,PBO纤维与树脂的粘接性能较差,其在先进树脂基复合材料领域的应用受到限制。文中首次采用直接氟化对PBO纤维进行表面改性,并通过控制PBO纤维的含水率研究了水分对PBO纤维直接氟化表面改性效果的影响。通过X射线光电子能谱、红外光谱与扫描电子显微镜研究了不同含水率的PBO纤维在直接氟化后的表面化学结构与物理形貌。研究结果表明,氟化PBO纤维表面极性基团明显增加,并且随着含水率的增大,氟化反应生成的极性基团比例(包括COOH和C-F)从4. 93%下降到0. 76%。单丝拔出结果表明,随着PBO纤维含水率的增加,其氟化后与环氧树脂的界面粘接强度从27. 1 MPa降低到21. 4 MPa,但均高于原始PBO纤维的19. 6 MPa。