含异丙基及三氟甲基可溶性聚酰胺的合成及性能研究-高分子学报.PDFVIP

第 6 期 高 分 子 学 报 No. 6 2017 年 6 月 ACTA POLYMERICA SINICA Jun., 2017 含异丙基及三氟甲基可溶性聚酰胺的合成及性能研究* ** 杨路路 陈焙才 黄孝华 刘婵娟 韦 春 (广西有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室 桂林理工大学材料科学与工程学院 桂林 541004) 摘 要 以含异丙基和三氟甲基结构二胺单体3,3′-二异丙基-4,4′-二胺基苯基-4″-三氟甲基甲苯(PATFT)与 萘-1,4-二甲酸、间苯二甲酸和4,4-二苯醚二甲酸3种二酸通过膦酰化反应制备一系列新型可溶性聚酰胺，其 4 4 相对分子量在3.8 × 10 ~ 9.6 × 10 之间. 结果表明，该聚合物具有优异的溶解性能，常温不仅能溶解于N- 甲 基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等高沸点有机溶剂，在加热条件 下甚至能较好的溶解在四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷等低沸点溶剂中；突出的光学性能，截止波长范围在 322 ~ 350 nm，80%的透过率波长范围为378 ~ 403 nm；良好的热学性能，玻璃化转变温度(Tg)范围在213 ~ 220 °C，氮气氛围下5%和10%热失重温度范围分别为453 ~ 458 °C和470 ~ 482 °C. 聚合物薄膜具有优异的机 械性能，拉伸强度、杨氏模量、断裂伸长率分别对应为68 ~ 97 MPa，1.9 ~ 2.9 GPa，14.8% ~ 16.7%. 广角 X-射线图谱表明聚合物为无定形态结构. 关键词 聚酰胺，可溶性，热稳定性，Yamazaki膦酰化，透明性 可溶性聚酰胺是一类综合性能优异的高性 基)-2,3,5-三甲基苯，通过Yamazaki膦酰化反应制 能特种工程塑料，具有良好的耐热性、力学性能、 备了一系列可溶性含氟聚酰胺，该类聚合物在微 [1~5] 电子、分离膜及太阳能基板等领域具有一定的潜 电性能和突出的机械性能 ，在航空、分离膜、 电子机械、交通运输及生物医学等领域获得广泛 在应用. 本文以含异丙基和三氟甲基结构芳香二 应用[6~13]. 然而，现有商品化的聚芳酰胺由于其 胺单体与3种商品化的二酸单体通过膦酰化反应 分子主链刚性结构强、分子间氢键作用力大，导 制备一系列聚芳酰胺，并对其耐热性、溶解性能、 致溶解性较差，熔融温度较高，加工难度较大等 光学性能及聚集态结构等进行了研究. 缺陷，使其应用受到了较大限制. 因此，设计合 1 实验部分 成具有溶解性良好、易加工成膜的聚芳酰胺类高 性能聚合物成为目前研究热点. 研究发现，在聚 1.1 原料与试剂 合物分子主链中引入柔性基团、大的侧基、不对 2-异丙基苯胺(97%) 、间苯二甲酸(99%) 、萘 称结构以及非共面结构单元等，可改善聚合物的 -1,4-二甲酸(98%)，Alfa Aesar ；4-三氟甲基苯甲醛 溶解性[14~18]. 近几年，含三氟甲基类聚酰胺成为 (98%)，上海达瑞精细化工有限公司；4,4-二羧基 研究热点，主要是基于氟原子的摩尔极化率和原 二苯醚(98%)，梯希爱(上海)化成工业发展有限公 子半径较小，电负性大等独特优点，以及三氟甲 司，二酸均重结晶之后使用；亚磷酸三苯基酯 基大自由体积、强吸电子效应和低吸水性等特