主链含萘环结构的新型聚芳醚酮、聚芳醚酮砜共聚物的合成及性能研究

摘要

本论文从六种含萘环的芳醚单体4，4'-双（1-萘氧基）二苯砜(BNODPS)、4，4'-二（2-萘氧基）二苯甲砜(DNODPS)、4，4'-二（1-萘氧基）二苯甲酮(DNOBPN)、4，4'-双(2-萘氧基)二苯甲酮(BNOBPN)、1，4-二(对-苯氧基苯甲酰基)萘(DPOBON)、2，6-双（对-苯氧基苯甲酰基）萘(BPOBON)出发，通过亲电取代聚合路线，将其分别与二苯醚(DPE)和间-苯二甲酰氯(IPC)或对-苯二甲酰氯(TPC)进行三元共缩聚反应，合成了六类新型含萘结构单元的聚芳醚酮共聚物。
　　 1.以4，4'-双(1-萘氧基)二苯砜(BNODPS)、二苯醚(DPE)和对-苯二甲酰氯(TPC)为单体，进行三元共缩聚反应，通过改变DPE/BNODPS的摩尔比合成了一系列聚醚酮酮/含1，4-萘结构聚醚砜醚酮酮(PEKK/1，4-N-PESEKK)共聚物，用FT-IR，TG，DSC，XRD等分析方法对共聚物进行了表征和性能测试。研究结果表明，当单体4，4'-双(1-萘氧基)二苯砜(BNODPS)含量为5-25 mol％时，所合成的共聚物为半结晶型聚合物，随着BNODPS单体含量增加，共聚物的玻璃化转变温度Tg均高于纯PEKK，并且熔融温度逐渐降低，含25 mol％ BNODPS的共聚物具有较高的Tg(185℃)和适宜的Tm(335℃)，较适合于熔融加工。
　　 2.以4，4'-二（2-萘氧基）二苯砜(DNODPS)、二苯醚(DPE)和对-苯二甲酰氯(TPC)为单体，进行三元共缩聚反应，通过改变DPE/DNODPS的摩尔比合成了一系列聚醚酮酮/含2，6-萘结构聚醚砜醚酮酮(PEKK/2，6-N-PESEKK)共聚物，用FT-IR，TG，DSC，XRD等分析方法对共聚物进行了表征和性能测试。研究结果表明，当单体4，4'-二（2-萘氧基）二苯砜(DNODPS)含量为5-20 mol％时，所合成的共聚物为半结晶型聚合物，随着DNODPS单体含量增加，共聚物的玻璃化转变温度Tg均高于纯PEKK，并且熔融温度逐渐降低，含20 mol％ DNODPS的共聚物具有较高的Tg(186℃)和适宜的Tm(337℃)，较适合于熔融加工。
　　 3.以4，4'-二（1-萘氧基）二苯甲酮(DNOBPN)、二苯醚(DPE)和对-苯二甲酰氯(TPC)为单体，进行三元共缩聚反应，通过改变DPE/DNOBPN的摩尔比合成了一系列聚醚酮酮/含1，4-萘结构聚醚酮醚酮酮(PEKK/1，4-N-PEKEKK)共聚物，用FT-IR，TG，DSC，XRD等分析方法对共聚物进行了表征和性能测试。研究结果表明，当单体4，4'-二（1-萘氧基）二苯甲酮(DNOBPN)含量为5-20 mol％时，所合成的共聚物为半结晶型聚合物，随着DNOBPN单体含量增加，共聚物的玻璃化转变温度Tg均高于纯PEKK，熔融温度则逐渐降低。含20 mol％DNOBPN的共聚物具有较高的Tg(188℃)和适宜的Tm(342℃)，较适合于熔融加工。
　　 4.以4，4'-双(2-萘氧基)二苯甲酮(BNOBPN)、二苯醚(DPE)和对-苯二甲酰氯(TPC)为单体，进行三元共缩聚反应，通过改变DPE/BNOBPN的摩尔比合成了一系列聚醚酮酮/含2，6-萘结构聚醚酮醚酮酮(PEKK/2，6-N-PEKEKK)共聚物，用FT-IR，TG，DSC，XRD等分析方法对共聚物进行了表征和性能测试。研究结果表明，当单体4，4'-双(2-萘氧基)二苯甲酮(BNOBPN)含量为5-20 mol％时，所合成的共聚物均为半结晶型聚合物，随着BNOBPN单体含量增加，共聚物的玻璃化转变温度Tg逐渐增大，熔融温度则逐渐降低。含20 mol％ BNOBPN的共聚物具有较高的Tg(179℃)和适宜的Tm(342℃)，较适合于熔融加工。
　　 5.以1，4-二(对-苯氧基苯甲酰基)萘(DPOBON)、二苯醚(DPE)和对-苯二甲酰氯(TPC)为单体，进行三元共缩聚反应，通过改变DPOBON/DPE的摩尔比合成了一系列含1，4萘环结构的聚芳醚酮共聚物，用FT-IR，DSC，TG，XRD等分析方法对共聚物进行了表征和性能测试。研究结果表明，当单体1，4-二（对-苯氧基苯甲酰基）萘(DPOBON)含量为5-30 mol％时，所合成的共聚物均为半结晶型聚合物，随着1，4-二（对-苯氧基苯甲酰基）萘(DPOBON)单体含量增加，共聚物的玻璃化转化温度均高于纯PEKK，熔融温度则逐渐降低。含单体(DPOBON)30 mol％的聚合物具有较高的Tg(179℃)和适宜的Tm(331℃)，适合于熔融加工。
　　 6.以2，6-双（对-苯氧基苯甲酰基）萘(BPOBON)、对-苯二甲酰氯(TPC)和间-苯二甲酰氯(IPC)为单体，进行三元共缩聚反应，通过改变TPC/IPC的摩尔比合成了一系列含2，6-萘环结构的聚芳醚酮共聚物，用FT-IR，DSC，TG，XRD等分析方法对共聚物进行了表征和性能测试。研究结果表明，该系列共聚物均为半结晶型聚合物，具有较高的玻璃化转变温度和优异的耐热性能。

目录

声明

摘要

1 综述

1．1 聚芳醚酮(PAEKs)

1．1．1 聚芳醚酮(PAEK)的发展历程和应用现状

1．1．2 聚芳醚酮的合成和改性

1．1．3 聚芳醚酮(PAEK)的应用现状和发展前景

1．2 含萘环结构的聚芳醚酮(PAEK)的发展状况

1．3 本论文的研究思路、设想和主要研究内容

1．3．1 研究思路和设想

1．3．2 主要研究内容

2 二苯醚(DPE)、对-苯二甲酰氯(TPC)分别与4，4’-双(1-萘氧基)二苯砜(BNODPS)和4，4’-二(2-萘氧基)二苯砜(DNODPS)三元共缩聚反应研究

2．1 引言

2．2 结果与讨论

2．2．1 单体的合成与表征

2．2．2 二苯醚(DPE)、对-苯二甲酰氯(TPC)与4，4’-双(1-萘氧基)二苯砜(BNODPS)三元共缩聚反应

2．2．3 二苯醚(DPE)、对-苯二甲酰氯(TPC)与4，4’-二(2-萘氧基)二苯砜(DNODPS)三元共缩聚反应

2．3 小结

3 二苯醚(DPE)、对-苯二甲酰氯(TPC)分别与4，4’-二(1-萘氧基)二苯甲酮(DNOBPN)和4，4’-双(2-萘氧基)二苯甲酮(BNOBPN)三元共缩聚反应研究

3．1 引言

3．2 结果与讨论

3．2．1 单体的合成与表征

3．2．2 二苯醚(DPE)、对-苯二甲酰氯(TPC)与4，4’-二(1-萘氧基)二苯甲酮(DNOBPN)三元共缩聚反应

3．2．3 二苯醚(DPE)、对-苯二甲酰氯(TPC)与4，4’-双(2-萘氧基)二苯甲酮(BNOBPN)三元共缩聚反应

3．3 小结

4 1，4-二(对-苯氧基苯甲酰基)萘(DPOBON)、二苯醚(DPE)和对-苯二甲酰氯(TPC)三元共缩聚反应研究

4．1 引言

4．2 结果和讨论

4．2．1 单体的合成与表征

4．2．2 共聚物的FT-IR光谱分析

4．2．3 共聚物的对数比浓粘度

4．2．4 共聚物的热性能

4．2．5 共聚物的广角X-射线衍射分析

4．2．6 共聚物的溶解性试验

4．3 小结

5 2，6-双(对-苯氧基苯甲酰基)萘(BPOBON)、对-苯二甲酰氯(TPC)和间-苯二甲酰氯(IPC)三元共缩聚反应研究

5．1 引言

5．2 结果和讨论

5．2．1 单体的合成与表征

5．2．2 共聚物的FT-IR光谱分析

5．2．3 共聚物的对数比浓粘度

5．2．4 共聚物的热性能分析

5．2．5 共聚物的广角X-射线衍射分析

5．2．6 共聚物的溶解性试验

5．3 小结

6 实验部分

6．1 主要测试仪器和化学试剂

6．1．1 主要测试仪器

6．1．2 主要化学试剂

6．2 单体的合成

6．2．1 4，4’-双(1-萘氧基)二苯砜(BNODPS)的合成

6．2．2 4，4’-二(2-萘氧基)二苯砜(DNODPS)的合成

6．2．3 4，4’-二(1-萘氧基)二苯甲酮(DNOBPN)的合成

6．2．4 4，4’-双(2-萘氧基)二苯甲酮(BNOBPN)的合成

6．2．5 1，4-二(对-苯氧基苯甲酰基)萘(DPOBON)的合成

6．2．6 2，6-双(对-苯氧基苯甲酰基)萘(BPOBON)的合成

6．3 聚合物的合成

6．3．1 4，4’-双(1-萘氧基)二苯砜(BNODPS)、二苯醚(DPE)和对-苯二甲酰氯(TPC)三元共聚物的合成

6．3．2 4，4’-二(2-萘氧基)二苯砜(DNODPS)、二苯醚(DPE)和对-苯二甲酰氯(TPC)三元共聚物的合成

6．3．3 4，4’-二(1-萘氧基)二苯甲酮(DNOBPN)、二苯醚(DPE)和对-苯二甲酰氯(TPC)三元共聚物的合成

6．3．4 4，4’-双(2-萘氧基)二苯甲酮(BNOBPN)、二苯醚(DPE)和对-苯二甲酰氯(TPC)三元共聚物的合成

6．3．5 1，4-二(对-苯氧基苯甲酰基)萘(DPOBON)、二苯醚(DPE)和对-苯二甲酰氯(TPC)三元共聚物的合成

6．3．6 2，6-双(对-苯氧基苯甲酰基)萘(BPOBON)、对-苯二甲酰氯(TPC)和间-苯二甲酰氯(IPC)三元共聚物的合成

参考文献

在校期间公开发表的论文

致谢