2,3,3’,4’-联苯四酸二酐及联苯聚酰亚胺合成的研究

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:zahay
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联苯型聚酰亚胺是高性能工程材料的一种,因其各方面具有优越的性能,成为新能源材料市场需求量最大的工程材料品种。联苯四酸二酐(BPDA)是制备联苯型聚酰亚胺的重要单体,共有三种同分异构体,即3,3’,4,4’-联苯四酸二酐(s-BPDA)、2,2’,3,3’-联苯四酸二酐(s-BPDA)和2,3,3’,4’-联苯四酸二酐(a-BPDA)。因三种异构体的结构差异,由其制备的联苯聚酰亚胺也分别具有不同的特性,但是相对于另外两种单体而言,2,3,3’,4’-联苯四酸二酐(a-BPDA)的研究报道很少,成为联苯四酸二酐及联苯聚酰亚胺研究方面的空缺。本课题,以3/4-氯代邻苯二甲酸酐为原料,镍络合物为催化体系,通过脱卤偶联法制备2,3,3’,4’-联苯四酸二酐(a-BPDA),再以其为单体与二氨基二苯醚(ODA)进行缩聚反应制备相应结构的联苯聚酰亚胺,并将a-BPDA与常用的s-BPDA混合制备共缩聚型联苯聚酰亚胺。采用核磁共振氢谱、红外光谱以及元素分析等对a-BPDA单体进行了结构表征和判定。利用差示扫描量热分析、动态力学分析,热失重分析、X-射线和扫描电镜等分析手段对联苯聚酰亚胺进行了性能测试。结果表明:以镍络合物作为催化体系,通过脱卤偶联法可以成功制得a-BPDA。用该单体制备的a-BPDA型聚酰亚胺具有良好的热性能,其玻璃化转变温度Tg可达324.4℃,热分解5%的温度Td5为538℃。将a-BPDA与s-BPDA混合制备的共缩聚型聚酰亚胺的拉伸强度为62.6MPa,玻璃化转变温度Tg为318℃,热分解5%的温度Td5为542℃,不但保持了s-BPDA型聚酰亚胺优良的力学性能,同时具备了a-BPDA型聚酰亚胺更优异的耐热性能。
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