聚芳硫醚酰胺類聚合物及聚芳硫醚砜-酰胺共聚物的合成、表征.pdf

1、本論文首先回顧了聚苯硫醚砜(PPSS)、聚苯硫醚酮(PPSK)、聚苯硫醚酰胺(PPSA)、PPSS和PPSK的共聚物PASS/K及PPSK和PPSA的共聚物PASK/A的性能和合成方法。指出了PPSA存在的優(yōu)缺點，為了提高和改善PPSA的性能，我們對其進行了結構改性和共聚改性，得到了高分子量和高性能的聚芳硫醚砜酰胺(PASSA)和聚芳硫醚酮酰胺(PASKA)樹脂以及PPSS和PPSA的共聚物一聚芳硫醚砜/酰胺(PASS/A)。

2、對于PASSA和PASKA的合成，我們以對氨基硫酚和4，4'-二氯二苯砜(DCDPS)或4，4'-二氟二苯酮(DFDPK)為原料，在N，N-二甲基乙酰胺或N，N-二甲基甲酰胺溶劑中，以碳酸鉀、氫氧化鈉或碳酸鈉為活化劑合成了二胺單體。通過對溶劑、反應溫度、反應時間、原料配比和活化劑的選擇，我們合成了較高產(chǎn)率和高純度的單體，其結構通過紅外和核磁得到了證實。接著，以合成的單體和對苯二甲酰氯在N-甲基吡咯烷酮中低溫溶液聚合合成了高分子量的PAS

3、SA和PASKA的樹脂。通過對通過對溶劑、反應溫度、反應時間和單體配比的考察，在最優(yōu)的反應條件下其特性粘數(shù)分別可達到0.75dL/g和0.60dL/g。并對PASSA和PASKA進行了結構與性能表征。通過紅外、紫外和X射線衍射(XRD)對鏈結構和聚集態(tài)結構進行了分析，XRD測試表明 PASSA為非結晶聚合物，PASKA雖為無定形聚合物，但有局部有序結構的存在。通過熱分析得出聚合物的玻璃化溫度(Tg)分別為279.9℃和195.2℃，熱分

4、解溫度分別為461.5℃和445.88℃，表明PASSA和PASKA具有優(yōu)良的熱性能。溶解性實驗表明其為優(yōu)良的耐化學腐蝕性樹脂。此外，本論文還首次研究與開發(fā)了一種新型耐高溫、耐腐蝕、易加工樹脂PASS/A。聚苯硫醚砜(PPSS)作為聚苯硫醚(PPS)的結構改性材料，PPSS具備了PPS的一些優(yōu)異性能，如優(yōu)良的力學、電學性能、尺寸穩(wěn)定性以及耐化學腐蝕性、耐輻射、阻燃性等；由于在分子鏈中引入了強極性的砜基(-SO<,2>-)，使其成為了非結

5、晶性聚合物，Tg高達215℃，因而具有一些全新的優(yōu)異性能，如比PPS更為優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、更優(yōu)的抗沖擊和抗彎曲性能；但也存在在常溫下在絕大多數(shù)有機溶劑中溶解度小的缺陷，給溶液紡絲和其它加工方式帶來了不少麻煩。PPSA為結晶性的聚合物，有較好的溶解性和良好的加工成型性能，但也存在玻璃化溫度低和耐化學腐蝕性差等缺陷，更重要的是以現(xiàn)在的合成工藝制得的PPSA分子量普遍較低(常壓合成的最高粘度為0.17dL/g，高壓合成的最高粘度為0.21dL/

6、g)，這也限制了它的應用。為了改善PPSA的缺點且將兩者的優(yōu)點結合起來，本論文嘗試進行共聚研究，以開發(fā)一種能將這兩種材料的優(yōu)點有機地結合起來的新型樹脂PASS/A。 本論文通過首先合成酰胺單體4，4'-二氟二苯酰胺且進行純化，制得高純單體，以其代替活性稍差的4，4'-二氯二苯酰胺和4，4'-二氯二苯砜共聚，這樣就在PPSS主鏈中引入芳香酰胺結構制得了PASS/A。探索了合成PASS/A的工藝條件，包括催化劑選擇、反應時間、反應溫

7、度、以及加料方式等，并將其進行了優(yōu)化；在優(yōu)化條件下合成了不同配比、具有較高分子量的PASS/A共聚物樹脂。用紅外和XRD對聚合物鏈結構和聚集態(tài)結構進行了表征，由紅外結合DSC測試，證實了合成產(chǎn)物為PPSS與PPSA的共聚物而不是它們的共混物：聚集態(tài)測試表明，未經(jīng)過熱處理的共聚物主體結構是無定型的，但隨著酰胺含量的增加，明顯的出現(xiàn)了局部有序結構。并用TG、DSC等手段對聚合物熱性能進行了測試，結果表明共聚物具有優(yōu)良的熱性能，并且發(fā)現(xiàn)該聚合