基于叔丁氧基苯基和吡啶环高性能聚酰亚胺的制备及性能
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国家自然科学基金资助项目(51563005);广西自然科学基金资助项目(2016GXNSFBA380009,2016GXNSFBA380004)


Synthesis and Properties of High Performance Polyimides Based on Tert-Butoxyphenyl and Pyridine Ring
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    摘要:

    通过分子设计制备一种二胺单体———4-(4-(叔丁氧基)苯基)-2,6-双(4-氨基苯基)吡啶(TPAP),将TPAP分别与均苯四甲酸二酐(PMDA)、2,3,3′,4′-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)、3,3′,4,4′-联苯二酐(BPDA)、3,3′,4,4′-二苯酮四酸二酐(BTDA)、2,2′-双(3,4-二羧酸)六氟丙烷二酐(6FDA),通过两步法溶液缩聚反应制备一系列聚酰胺酸(PAA)。特性黏数测试显示PAA的黏度范围为0.31~1.55dL/g。再通过热亚胺化制备一系列聚酰亚胺薄膜。结果表明,聚合物具有较好的溶解性能,能溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)、1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等溶剂中;突出的热性能,其玻璃化转变温度(Tg)范围为325~349 ℃,热质量损失10%的温度超过535 ℃,800 ℃时残炭率均高于63%;优异的疏水性能,接触角范围为84.1°~91.0°,吸水率范围为0.66%~0.99%。

    Abstract:

    Firstly, a diamine monomer, 4-(4-(tert-butoxy)phenyl)-2,6-bis(4-aminobenzene) pyridine (TPAP) was synthesized by two-step reaction from 4-tert-butoxybenzaldehyde and 4-nitroacetophenone as raw material. Secondly, polyamic acids (PAAs) were prepared via the "two-step method" solution polycondensation based on TPAP with five kinds of commercial aromatic tetracarboxylic dianhydride, such as pyromellitic dianhydride (PMDA), 3,3′,4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA), 3,3′,4,4′-diphenylethertetracarboxylic dianhydride (ODPA), 3,3′,4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA) and 4,4′-(hexafluoro isopropylidene)diphthalic anhydride (6FDA). The intrinsic viscosity of polymeric acid was also measured in the range of 0.31 dL/g to 1.55 dL/g by Ubbelohde under 25 ℃. Lastly, a series of polyimides (PIs) containing bulky tert-butoxyphenyl groups and heterocyclic pyridine ring units were prepared by the thermal imidization of PAAs. PIs show a good solubility in polar solvents. Furthermore, PIs have outstanding thermal properties with a glass transition temperature (Tg) in the range of 325~349 ℃ and the temperature of thermal mass loss is all above 535 ℃. The char yield at 800 ℃ is all over than 63%. Moreover, polymers also show an excellent hydrophobicity with the contact angle in the range from 84.1° to 91.0° and the water absorption in the range from 0.66% to 0.99%.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

黄孝华,李 华,刘婵娟,李裕琪,韦 春.基于叔丁氧基苯基和吡啶环高性能聚酰亚胺的制备及性能[J].高分子材料科学与工程,2019,35(8):82-86.

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  • 在线发布日期: 2019-09-16
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