含二氮杂荼酮结构新型聚芳醚系列高性能聚合物的合成与性能

从分子结构设计出发,以价廉易得的苯酚、苯酐为原料,经温和的工艺合成了结构全新的4-(4′-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮(DHPZ),对其合成反应路线、合成反应动力学、反应机理进行了深入研究.在大量实验研究基础上,结合分子立体结构的计算机模拟,确认其具有非共平面扭曲结构特征,其N—H键和O—H键具有类似的反应活性,是一种类似双酚的新单体.以DHPZ与多种市售双卤单体如二氟二苯酮(DFK)、二氯二苯砜(DCS)、二氯二苯双酮(DCKK)、二氯二苯腈(DCBN)等经溶液亲核取代逐步聚合反应制得一系列含二氮杂萘酮结构的新型高性能聚醚砜(PPES)、聚醚酮(PPEK)、聚醚砜酮(PPESK)、聚醚酮酮(PPEKK)、聚醚砜酮酮(PPESKK)、聚醚腈酮(PPENK)、聚醚腈砜(PPENS)、聚醚腈砜酮(PPENSK)等,对其结构进行了谱学表征,对其性能进行了全面测试,研究了其结构与性能关系.谱学数据证明皆为无定型高聚物.其玻璃化温度Tg在250～370℃之间,可以通过取代基团结构或主链上砜酮基团比例进行调控.在大量实验研究基础上,创造性提出“引入全芳环非共平面扭曲分子链结构赋予高聚物既耐高温又可溶解的优异综合性能”的分子结构设计理论.在此分子设计理论指导下,设计并合成了含联苯二氮杂萘酮结构的新型二胺、新型二酸、新型二酐等系列新单体.以含二氮杂萘酮联苯结构的新型二胺、二酸、二酐及二氯苯腈新单体为原料,研制出耐高温可溶解的新型聚芳酰胺、聚芳酰亚胺(PPEA、PPEI、PPEAI)等系列高性能聚合物,研究结果表明,这些高聚物均兼具耐高温可溶解的优异综合性能,形成了一个独具特色、结构全新的高性能聚合物体系.