聚苯并咪唑胶粘剂的合成

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A-O-34_新型可溶性聚苯并咪唑的合成与性能研究

新型可溶性聚苯并咪唑的合成与性能研究徐静，刘程，蹇锡高（大连理工大学高分子材料系，大连市中山路158号42信箱，116012）关键词: 聚苯并咪唑二氮杂萘酮耐热性溶解性聚苯并咪唑（Polybenzimidazole ）是一类重要的特种工程塑料，具有优异的热稳定性、阻燃性、耐腐蚀性和机械性能等特点[1-2]，广泛应用于航空航天、电子电气等领域。

聚苯并咪唑通常具有刚性的主链结构，导致其具有很高的熔点以及溶解性差的缺点，如商品化的聚苯并咪唑是由间苯二甲酸和3,3’-二氨基联苯二胺缩聚合成的，具有刚性结构，而且加工性差，使其应用范围受到一定的限制。

在分子主链中引入柔性基团（如醚键、砜基、烷基等）[3-5]或体积较大的基团[6]等可以改善聚苯并咪唑的溶解性，但会降低其耐热性能；也有文献报道了将咪唑环上的氢进行芳环取代可以提高聚苯并咪唑的耐热和氧化稳定性[7]；除此之外，在聚合物主链中引入芳杂环结构可以提高聚合物的耐热性能，如吡啶、三唑等[8]。

本文通过在聚苯并咪唑的分子主链中引入扭曲、非公平面二氮杂萘酮联苯结构，以改善其溶解性能，同时赋予其优异的耐热性，报道了一系列新型含二氮杂萘酮联苯结构的聚苯并咪唑均聚物和共聚物的合成、表征和性能。

PPBI NH N NN H O N N O n N H N N H N NN HH NN O N N O coPPBI m n Scheme 1 Structures of polybenzimidazole containing phthalazinone moiety (PPBI and coPPBI ) 本文采用溶液缩聚法合成聚苯并咪唑，以自制的二酸单体4-[4-（4-羧基苯氧基）苯基]-2-（4-羧基苯基）二氮杂萘-1-酮（DHPZ-DA ），为二酸单体，与3,3’-二氨基联苯胺（DAB ）进行缩聚反应，制备了含二氮杂萘酮联苯结构聚苯并咪唑均聚物（PPBI ）；并以DHPZ-DA 和间苯二酸（IPA ）为二酸单体，采用不用摩尔配比，与DAB 进行共缩聚（coPPBI ），制备了一系列具有不同二氮杂萘酮联苯结构含量的聚苯并咪唑共聚物。

聚苯并咪唑的合成及应用研究进展_马涛

Vol 136No 18・36・化　工　新　型　材　料N EW CH EMICAL MA TERIAL S 第36卷第8期2008年8月作者简介:马涛(1978-),男,兰州大学高分子化学与物理专业在读博士,师承李彦锋教授,从事于耐高温高分子材料的研究。

联系人:李彦锋。

聚苯并咪唑的合成及应用研究进展马　涛　李彦锋3　赵　鑫　邵　瑜　宫琛亮　杨逢春(兰州大学化学化工学院,兰州大学生物化工及环境技术研究所,兰州730000)摘　要　介绍了国内外有关聚苯并咪唑高分子材料的研究状况。

论述了聚苯并咪唑的发展,二元酸和四胺单体的合成方法、聚合工艺、种类及国内外应用状况,并对聚苯并咪唑的发展方向和研究热点进行了分析。

关键词　聚苯并咪唑,单体合成,聚合,应用Progress on synthesis and application of polybenzimidazolesMa Tao Li Yanfeng Zhao Xin Shao Yu G ong Chenliang Yang Fengchun (College of Chemist ry and Chemical Engineering ,Instit ute of Biochemical Engineering &Environmental Technology ,Lanzhou U niversity ,Lanzhou 730000)Abstract The progress of polybenzimidazoles was reviewed.The character of polybenzimizoles on phylogeny ,monomer ,polymerization technology ,and applications were detailedly described ,meanwhile ,the developments of poly 2benzimizoles were obviously presented.K ey w ords polybenzimidazole ,monomer synthesis ,polymerization ,application 随着航天技术的发展,特别是航天器飞行速度和有效载荷与结构质量比的提高,耐高温先进复合材料正在成为最主要的航天结构新材料。

生产聚苯并咪唑的两阶段熔融聚合工艺

生产聚苯并咪唑的两阶段熔融聚合工艺聚苯并咪唑是一种高性能的工程塑料，具有优异的机械性能、热稳定性和阻燃性能，常用于电子、汽车、航空航天等领域。

其生产工艺主要包括两个阶段的熔融聚合。

第一阶段是苯乙烯和4,4'-二氨基二苯醚在惰性气氛下在高温下反应生成前驱体聚(苯并咪唑酰亚胺)。

这个阶段需要的温度一般在250-300℃之间，时间为1-3小时左右。

反应产物为粉末状黄色物质，可通过离子交换柱洗涤得到较纯的产物。

第二阶段是将所得前驱体加热至高温（350-400℃），在惰性气氛下进行聚合反应，生成成品聚苯并咪唑。

这个阶段需要的温度比较高，反应时间也较长（4-6小时），聚合反应生成的产物为固态颗粒状物质，可通过干燥处理得到最终产品。

需要注意的是，整个生产过程需要对反应体系进行初始净化，保证反应的纯度和产物的品质。

同时，由于聚苯并咪唑是一种难以加工的高分子材料，所以生产工艺的改进和优化非常重要，可以通过加入聚合抑制剂、改变反应条件等手段来控制聚合度和分子结构，提高产物的性能和工艺可控性。

聚苯并咪唑的合成_性能及在燃料电池膜材料中的应用_浦鸿汀

与熔融聚合相比溶液聚合的优点有[12] : (1) 一步法代替二步法 ; (2) 对控温要求不严 ; (3) 溶剂中的极性化基团可以使过渡状态的产物溶剂化 ,从而降低活化能 ,使得反应可以在较低的温度和较短的时间内完成 ,从而降低了交联的可能性 ; (4) 在整个反应过程中都可以保证反应物充分混合 ,从而使活性端基可以很好地接触 ,而在熔融缩聚反应中端基有可能被包埋而不能接触 ; (5) 反应的副产物 ,如水、酚等可以通过沸腾的溶剂被带出反应体系 ,而在熔融缩聚中则被包含在体系中 ,影响聚合物分子量的提高 ; (6) 溶液状态或悬浮状态中的单体比在熔融状态中更容易脱除。 113 母体法
表 2 各种 PBI 的结构 Table 2 Different structures of PBI
R1 为以下结构 :
参考文献 R1 为杂环结构 : [2]
参考文献 R1 含杂原子结构 : [ 15 ]
[ 15 ] [2]
[2] [ 16 ]
[2]
R1 为其他结构 : [ 21 ]
[ 17 ]
1 PBI 的制备方法
PBI 的制备方法按反应种类分 ,大致有 4 种 :熔融缩聚法 (包括二步法和一步法) 、溶液缩聚法、母体
法、亲核取代法 , 其中对熔融缩聚和溶液缩聚的研究较多。PBI 的合成方法按反应单体分大致有 5 种[1 ,2 ,4 ,5] :四胺与二酸、四胺与二酯、四胺与二醛、四胺与二酰胺、四胺与二腈。其中 ,四胺与二酯的反应最
表 1 熔融一步法与二步法聚合的主要区别 Table 1 Differences between one2stage and two2stage polymerizations
一步法聚合

聚苯并咪唑的合成分析研究()

CQWU/JL/JWB/ZY084-02学年论文<课程论文、课程设计）题目：聚苯并咪唑的合成研究姓名：施燕学号：200904183010专业年级：10级化学师范成绩：指导教师<职称）：孟江平2018 年12月14日聚苯并咪唑的合成研究施燕<重庆文理学院材料与化工学院化学师范1班，重庆永川402160）摘要介绍了国内外有关聚苯并咪唑高分子材料的研究状况。

论述了聚苯并咪唑的发展,二元酸和四胺单体的合成方法、聚合工艺、种类及国内外应用状况,并对聚苯并咪唑的发展方向和研究热点进行了分析。

关键词聚苯并咪唑, 单体合成, 聚合, 应用中图分类号X703.1文献标识码B文章编号Progress on synthesis and application ofpolybenzimizolesSHIYan(Depatment of Chemistry and Environmeal Science, ChongqingUniversity of Arts and Sciences, Yongchuan, Chongqing 402160, China>Abstract The progress of polybenzimidazoles was reviewed. The character of polybenzimizoles on phylogeny,monomer,polymerization technology, and applications were detailedly described, meanwhile, the developments of polybenzimizoles were obviously presented.Keywords poly benzimidazole, monomer synthesis, polymerization, application聚苯并咪唑<PBI）是一种主链上具有咪唑杂环结构的线性并具有碱性的聚合物，具有优异的机械性能、耐化学腐蚀性、耐高温、抗燃性等特性，而且能够与强酸形成一种酸掺杂体系传导质子。

聚苯并咪唑材料及其展望

聚苯并咪唑材料及其展望杨金田（湖州师范学院化学系，浙江湖州313000）随着航天技术的发展，特别是航天器飞行速度和有效载荷与结构质量比的提高，对低密度、高强度、高模量、耐高温的先进复合材料的需求越来越多。

常规的耐高温基体树脂（如双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂）一般只能在300℃以下使用，因此无法满足上述特殊领域的使用要求。

聚苯并咪唑（PBI）正是在此背景下应运而生的一类芳杂环聚合物，被认为是新一代高强度、高模量、耐高温高分子材料的代表之一。

PBI耐热性高、阻燃性好，在空气中几乎完全不燃烧。

长期使用温度达300～370℃，瞬间可耐500℃以上高温。

在400℃以上的高温条件下仍具有优良的力学性能、电学性能、耐低温性、自润滑性、耐辐射性、耐水解性、阻燃耐烧蚀性和良好的高温弯曲强度[1～2]，因此倍受青睐。

1聚苯并咪唑的发展历程PBI原指主链上连接苯并咪唑侧基的聚合物。

早在上世纪20年代，人们就研究在生化、催化剂、炼油以及橡胶、纤维和涂料等领域使用的N-乙烯基、2-乙烯基和5-乙烯基苯并咪唑类聚合物和共聚物[3～5]。

50年代中期以后，人们把越来越多的兴趣投入主链结构型PBI中，主要由芳香族四胺与二元羧酸通过缩聚反应来制备PBI。

Dupont 公司的Binker和Robinson等人对3,3′,4,4′-联苯四胺及各种双-(邻二氨基苯基)烷烃与一系列脂肪族二元羧酸之间的缩合反应进行了广泛研究[6]；Marvel与V ogel、Mulvaney 等人合成了全芳型的PBI，并将硅氧烷单元引入PBI中[7]；70年代，Yoel Tsur等人研究了分子结构对芳香脂肪型PBI树脂性能的影响，得出间苯二甲酸和间苯二乙酸以3:1摩尔比混合后与3,3′-二氨基联苯胺反应所得到的PBI树脂具有最佳耐热性、加工性以及耐高温氧化性等性能[8]；90年代，Richard W Thies等开发了双酚A型PBI，制得了性能优良的气体分离膜和中空纤维，较大地改善了其加工性能[9]；近几年来，基于PBI 的酸、碱、二氧化硅或杂多酸掺杂膜以及接枝膜的研究较多，采用磺化单体直接聚合制备磺化度可控的磺化PBI的研究也有部分报道[10～13]。

聚苯并咪唑胶粘剂的合成

聚苯并咪唑胶粘剂的合成一、聚苯并咪唑的合成及性能聚苯并咪唑是杂环高分子中第一个被考虑作为耐高温结构胶粘剂的，它是从3，3’-二氨基联苯胺（DAB）和间苯二甲酸二苯酯进行熔融缩聚反应制得。

合成聚苯并咪唑的方法除熔融缩聚以外，还可以用溶液缩聚方法合成，而不同方法制备的聚苯并咪唑，其粘度也不相同。

聚苯并咪唑的特点是瞬时耐高温性优良，在538℃不分解，而聚酰亚胺的分解温度比它低。

到目前为止，研究得比较多的是聚[2，2’-间苯基-5，5’-二苯并咪唑]。

它的预聚物能溶于二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基乙酰胺（DMAc）、二甲基亚砜（DMSO），N-甲基吡咯酮（NMP）、六次甲基磷酰胺（HMPA）、甲酸、硫酸等强极性溶剂中。

在70%硫酸或25%氢氧化钾溶液中不分解，在浓盐酸中加热也不溶解。

但预聚物再400℃处理一段时间待固化完全后，分子量增大，溶解度降低，就成为不溶不熔的树脂而难以加工成型。

因此在应用过程中先制成低分子量的预聚物。

这种低分子量的预聚物，具有比较好的流动性和对基材的浸润性。

作为胶粘剂和复合材料所需的树脂，一般是二聚体和三聚体，不过这就意味着在进一步缩合中会产生挥发分（水与苯酚），致使胶层及界面上出现针孔。

若大面积胶接则必须在高温（399℃）和加压0.686MPa下固化。

研究表明聚苯并咪唑核上NH的H原子是氧化破坏的活性中心，如用苯基C6H5-或甲基CH3-来取代该H原子，则高聚物的性能发生一定的变化。

当R=C6H5-时，热稳定性比未取代的略佳，但高聚物是热塑性的，应力受到了限制。

研究还表明甲基的取代位置对高聚物的性能有很大的影响，此外，在聚苯并咪唑的主链中引入氧、硫、亚甲基或其他基团可以改变聚苯并咪唑的性能。

比如引入醚键可以增加聚苯并咪唑的溶解性和分子链的柔性，改进成膜性能，还有良好的耐热性，但醚键的位置对热稳定性有一定的影响。

间苯二乙酸和间苯二甲酸混合物与DAB起反应制得的高聚物性能较好，溶解性也有改进，所有聚合反应都是在170℃多聚磷酸（PPA）中进行的。

一种硼酸取代的聚苯并咪唑聚合物及其制备方法

一种硼酸取代的聚苯并咪唑聚合物及其制备方法嘿，朋友们！今天咱要来聊聊一种特别有意思的东西，那就是硼酸取代的聚苯并咪唑聚合物。

这玩意儿可神奇啦！你想想看啊，聚合物就像是一个大家庭，里面有各种不同的成员。

而硼酸取代的聚苯并咪唑聚合物呢，就是这个大家庭中很独特的一位。

它有着自己独特的性格和本领。

先来说说它的制备方法吧。

这就好比是做菜，得有合适的食材和步骤。

首先呢，得准备好各种原料，就像做菜要准备好蔬菜、肉类啥的。

然后呢，通过一系列巧妙的操作，让这些原料发生反应，就像把菜在锅里翻炒一样。

最后，神奇的事情发生了，就得到了我们想要的硼酸取代的聚苯并咪唑聚合物。

这过程可不简单啊！就像你要盖一座漂亮的房子，得精心设计、仔细施工。

要是有一个环节出了差错，那可就麻烦啦！但一旦成功了，那可真是让人兴奋不已。

你说这硼酸取代的聚苯并咪唑聚合物有啥用呢？嘿，用处可大了去了！它就像是一把万能钥匙，可以打开很多神奇的大门。

比如说，在一些高科技领域，它能发挥重要作用呢。

它可以让一些材料变得更坚固、更耐用，就像给它们穿上了一层坚固的铠甲。

而且哦，它还可能在未来给我们带来更多的惊喜呢！说不定哪天，你就会发现身边到处都有它的身影。

也许你的手机变得更轻薄、更耐用了，也许一些新的高科技产品因为它而诞生了。

咱再回过头来想想，这一切是多么神奇啊！从一些普通的原料，经过一系列复杂的过程，最后变成了这么厉害的硼酸取代的聚苯并咪唑聚合物。

这难道不像是一场奇妙的魔法吗？真的，朋友们，科技的力量就是这么强大。

它能让我们看到以前想都不敢想的事情。

这硼酸取代的聚苯并咪唑聚合物就是一个很好的例子。

所以说啊，大家可别小看了这些看似普通的东西，它们背后可能隐藏着巨大的潜力和惊喜呢！让我们一起期待着硼酸取代的聚苯并咪唑聚合物在未来能给我们带来更多的精彩吧！。

一种苯并咪唑型聚合物交联剂及其制备方法和应用[发明专利]

专利名称：一种苯并咪唑型聚合物交联剂及其制备方法和应用专利类型：发明专利
发明人：罗浩川
申请号：CN202010448571.7
申请日：20200525
公开号：CN111635527A
公开日：
20200908
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属燃料电池用高温质子交换膜领域，公开了一种苯并咪唑型聚合物交联剂及其制备方法，以苯并咪唑结构为骨架，以PBOA中的苯并噁嗪进行封端，得到的苯并咪唑型聚合物交联剂只需通过简单加热即可实现与PBI交联，可大幅提高PBI的力学强度及化学稳定性；同时，该交联剂的主链结构与PBI一致，能保证足够的热稳定性；此外该交联剂分子链较长，交联后分子链运动受阻较小，且咪唑单元含量亦无下降，因此也不会降低交联型PBI薄膜的掺酸量，可全面提升交联型PBI薄膜的综合性能。

本发明还提供了一种采用该交联剂制备的交联型PBI薄膜及其制备方法，所制备的交联型PBI薄膜综合性能优异，可作为高温质子交换膜应用于燃料电池中。

申请人：佛山科学技术学院
地址：528000 广东省佛山市禅城区江湾一路18号
国籍：CN
代理机构：广州嘉权专利商标事务所有限公司
代理人：朱继超
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