新型聚對苯二甲酰對苯二胺的合成、結(jié)構(gòu)和性能.pdf

1、聚對苯二甲酰對苯二胺，又名對位芳綸（PPTA），具有密度小、強度高、模量大、耐腐蝕、耐磨損、熱穩(wěn)定性好、電導(dǎo)率低的優(yōu)異性能，被廣泛的應(yīng)用于軍事、商業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。但是PPTA的剛性結(jié)構(gòu)使其在水或各種常規(guī)有機溶劑中溶解困難，并且在高溫下難以熔融。PPTA這種不溶不熔的性質(zhì)導(dǎo)致其溶解性和加工性很差，限制了其進一步的應(yīng)用。通過模仿草履蟲的纖毛結(jié)構(gòu)，將含有柔性長鏈叔胺接枝在磺酸化PPTA（S-PPTA）的共軛剛性長鏈上，使得新型PPTA在室溫的

2、條件下呈現(xiàn)出可流動的狀態(tài)，這對提高PPTA的溶解性能和加工性能有重要意義。
　　本論文以帶有磺酸官能團的對苯二胺單體和對苯二甲酰氯單體進行縮聚反應(yīng)，制備前驅(qū)體S-PPTA，系統(tǒng)探究了不同的反應(yīng)條件對S-PPTA分子量的影響，在N2氣氛、0℃反應(yīng)溫度和用無水LiCl作為助溶劑時S-PPTA的分子量最高；采用正反離子結(jié)合技術(shù)，將十八胺聚氧乙烯醚（PEGO）和S-PPTA鏈段上的磺酸基團進行酸堿中和反應(yīng)，制備了一種室溫下自流動的PPTA

3、（sf-PPTA）。
　　通過調(diào)節(jié)sf-PPTA的接枝率，詳細的探究了不同接枝率下sf-PPTA的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)、流變性能、液晶行為以及溶解性能。研究表明：不同接枝含量的sf-PPTA展現(xiàn)出不同的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，證實了sf-PPTA可以作為納米尺度材料的構(gòu)筑單元并觀察到了聚合物為核的納米尺度離子材料清晰的核殼結(jié)構(gòu)，殼層厚度為5nm；通過研究sf-PPTA的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和流變性能的關(guān)系可以發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)sf-PPTA的接枝率，其流變性能和粘度可以在

4、數(shù)量級的范圍內(nèi)進行調(diào)控，并且隨著接枝率的變化，其液晶行為也相應(yīng)變化。
　　將sf-PPTA添加到聚偏氟乙烯（PVDF）基體中制備了新型PVDF/sf-PPTA復(fù)合薄膜，并探究了不同添加量下PVDF復(fù)合薄膜的介電性能和能量密度。結(jié)果表明sf-PPTA的添加有利于誘導(dǎo)PVDF薄膜形成β相。當sf-PPTA添加含量為1％時，復(fù)合薄膜在100Hz下的介電性能最優(yōu)，其介電常數(shù)為17，介電損耗為0.05，并且此時復(fù)合薄膜在最大場強下的儲能密度