新型可溶性氟化含氧化膦和吡啶结构共聚酰胺的合成与性能
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（ 江西师 范大学化学化工学 院， 江西 南 昌 ３ ３ ０ ０ ２ ２ ）
摘要 ： 通过 Ｙ ａ ｍ ａ ｚ ａ ｋ ｉ 聚合方法， 将对苯二胺（ Ｐ Ｐ Ｄ ） 、 ４ 一 （ ４ ． 三氟 甲基苯基 ） ＿ ２ ， ６ ． 二（ ４ 一 胺基苯基） 吡啶
（ Ｔ ＭＰ Ｂ Ａ Ｐ Ｐ ） 和双 （ ４ 一 羧基 苯基 ） 苯基 氧化 膦进行共缩 聚反 应 ， 合 成 了一类 高相对分 子质 量含氧化 膦和 吡
研 制 耐 高温且 可 溶解 的 聚芳 酰 胺 受 到 广 泛 关 注 ． 目
基 团 同时 引源自文库 聚芳 酰 胺 中 尚未 见文 献报 道 ． 为此 ， 本
文在前期研究制备 ４ 一 （ ４ 一 三氟 甲基苯基 ） ＿ ２ ， ６ 一 二（ ４ 一 胺基苯基 ） 吡啶（ Ｔ Ｍ Ｐ Ｂ Ａ Ｐ Ｐ ） １ ７ ］ 的基础上 ， 将其与对
关键 词 ： 氟化共聚酰胺 ； 氧化膦 ； 吡啶； 合成； 性能
中图分 类号 ： Ｏ ６ ３ ３ ． ２ ２
文 献标 志码 ： Ａ
能¨ ． 但是到 目前为止 ， 将 毗啶、 氧化膦和三氟 甲基
０ 引 言
聚芳酰胺是一类重要 的高性能特种工程塑料 ， 以其 良好 的耐热 性 和 机 械性 能 而广 泛 应 用 于 航 空 、 航天 、 电子、 电器等高技术领域． 然而 ， 传统的聚芳酰 胺难溶难熔 ， 不易加工 ， 限制 了它们的应用 Ｊ ． 因此
Ｖ０ １ ． ３ ７ Ｎｏ． ５ Ｓ ｅ ｐ． ２ ０１ ３
文章编 号 ： １ ０ ０ ０ － ５ ８ ６ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ － ０ ５ ０ ５ － ０ ５
新 型 可 溶性 氟 化 含 氧 化膦 和 吡 啶 结构 共聚 酰胺 的合 成 与 性 能
李 倚 ， 姜建 文 ， 孙 芮 ， 刘晓玲 ， 盛寿 日
苯 二胺 和双 （ ４ 一 羧基苯基 ） 苯基 氧化 膦 Ｈ 进 行 ３元
共缩聚 ， 合成 了一类新型氟化含 氧化膦和吡啶结构 聚芳酰胺共聚物 （ 合成路线见 Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍ ｅ １ ） ， 并对其耐
热性 、 溶 解性 、 力 学 和 电学 性 能等进 行 了分析 表征 ．
前通过结 构改性 的方法 主要 有 ： （ｉ ） 引 入柔性 基 团 ； （ ｉ ｉ ） 引人 大 的侧 基 ； （ ｉ ｉ ｉ ） 引入 扭 曲的非 共 平 面 或 不 对 称 结 构 Ｌ ８ 引； （ ｉ ｖ ） 通 过 共 聚 改 性 。 。 等． 但与 已有的商品化品种相 比， 目前文献报道的可 溶性聚芳酰胺 的耐热性有较大 的损失． 氟原子 电负 性大 ， 半径 小 ， 可 以 与碳 原 子 形 成 很 强 的化 学 键 ， 因 而将含 Ｃ Ｆ ， 等 含 氟基 因引 人 聚芳 酰 胺 中不仅 可 提高 其热稳定性、 电绝缘性和光学性能 ， 改善其溶解性和 加工性 ， 以降低吸水率等 ｊ ． 最近研究表明 ， 含吡 啶结构 的聚芳酰胺具有优 良的热稳定性、 化学稳定 性和力学性能 巧 Ｊ ． 此外 ， 在聚合物 主链 中引入氧 化膦结 构还 可 赋 予 聚芳 酰胺 更 好 的阻燃 性 等 性
Ⅳ ， Ⅳ ＿ 二 甲基乙酰胺 、 间 甲酚 等有 机 溶 剂 中 ， 并 可 浇 注 得 到 韧性 好 而 透 明 的薄 膜 ， 其拉伸强度为 ７ ８～
８ ６ ＭＰ ａ ， 拉伸膜量 为 ２ ． ２— ２ ． ６ Ｇ Ｐ ａ ， 断裂伸长率 为 ９ ％ 一１ ３ ％． 同时 ， 该 聚合物具 有 良好的透光率 （ 截断波 长为３ ４ ０～ ３ ７ ６ ｎ ｍ） ， 体 积电阻 、 表面 电阻和介电常数分别为 ８ ． ４ ５× １ ０ ～ ８ ． ７ ８×１ ０ Ｑ ・ ｃ ｍ、 ９ ． ５ ２×１ ０ “一 ９ ． ８ ２×１ ０ ｎ和 ３ ． ４ ６～３ ． ６ ０ （ １ ０ ０ Ｈ ｚ ） ， 呈现 了 良好 的电绝缘性能 ．
基 金项 目： 国家 自然科 学基金 （ ２ １ ０ ６ ４ ０ ０ ３ ， ５ １ １ ６ ３ ０ ０ ８ ） ， 江西省主要学科学 术和技术带头人培养计 划 （ ２ ０ １ １ ３ Ｂ Ｃ Ｂ ２ ２ ０ １ ２ ） 和 江 西 省 自然科 学基金 （ ２ ０ ｌ １ ４ Ｂ Ａ Ｂ ２ ｏ ３ ０ １ ４ ， ２ ０ １ ３ ２ Ｂ Ａ Ｂ ２ ０ ６ ０ ３ １ ） 资助项 目． 通信作者 ： 姜建文 （ １ ９ ６ ３ 一 ） ， 男， 江西高安人 ， 副教授 ， 硕士 ， 主要从事 高性 能聚合物的研究．
啶结构 的新 型氟化共聚酰胺 ， 并以 Ｆ Ｆ Ｉ Ｒ 、 Ｄ Ｓ Ｃ 、 Ｗ Ａ Ｘ Ｄ等方 法对其结构和性能进行 了表征 ． 结果表 明： 共 聚
物 的玻璃化 转变温度为 ２ ５ ２— ２ ９ ０℃ ， 对数 比浓 黏度 为 ０ ． ７ ８～ ０ ． ９ ８ ｄ ｌ Ｖ ｇ ． 在氮 气气氛 中 ， ５ ％ 的热 失重 温 度为 ４ ３ ５～ ５ ０ ０ ｏ Ｃ， ８ ０ ０ ｏ Ｃ时的残炭率为 ３ ０ ％～ ５ ８ ％， 均 为无定 形结构 ； 聚合物易 溶于 Ⅳ － 甲基 吡咯烷 酮 、
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ８ － ２ ０
１ 实验部分
１ ． １ 主 要试 剂和 测试 仪器
４ 一 （ ４ ． 三 氟 甲基苯 基 ） － ２ ， ６ 一 二（ ４ 一 胺基 苯基 ） 吡 啶 （ Ｔ ＭＰ Ｂ Ａ Ｐ Ｐ） 和双 （ ４ 一 羧 基 苯 基 ）苯 基 氧 化 膦
（ Ｂ Ｃ Ｐ Ｐ Ｏ ） ¨ 为本实验室制备 ； 对苯二胺（ Ｐ Ｐ Ｄ ） 经减 压升华后 使用 ； 实验 中用到 的溶剂 Ⅳ － 甲基 吡咯烷 酮、 吡啶和亚磷酸三苯基酯先经减压蒸馏精制后再 用分子筛干燥保存备用 ； 氯化钙 （ 分析纯 ） 使用前在
１ ８ ０— １ ９ ０ ｏ Ｃ 真空干燥 ２ ４ ｈ ； 其它原料未特别指明的
第３ ７卷 第 ５期 ２ ０ １ ３年 ９月
江 西师 范 大学学 报 （ 自然 科学 版 ） Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ Ｎ ｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
摘要 ： 通过 Ｙ ａ ｍ ａ ｚ ａ ｋ ｉ 聚合方法， 将对苯二胺（ Ｐ Ｐ Ｄ ） 、 ４ 一 （ ４ ． 三氟 甲基苯基 ） ＿ ２ ， ６ ． 二（ ４ 一 胺基苯基） 吡啶
（ Ｔ ＭＰ Ｂ Ａ Ｐ Ｐ ） 和双 （ ４ 一 羧基 苯基 ） 苯基 氧化 膦进行共缩 聚反 应 ， 合 成 了一类 高相对分 子质 量含氧化 膦和 吡
研 制 耐 高温且 可 溶解 的 聚芳 酰 胺 受 到 广 泛 关 注 ． 目
基 团 同时 引源自文库 聚芳 酰 胺 中 尚未 见文 献报 道 ． 为此 ， 本
文在前期研究制备 ４ 一 （ ４ 一 三氟 甲基苯基 ） ＿ ２ ， ６ 一 二（ ４ 一 胺基苯基 ） 吡啶（ Ｔ Ｍ Ｐ Ｂ Ａ Ｐ Ｐ ） １ ７ ］ 的基础上 ， 将其与对
关键 词 ： 氟化共聚酰胺 ； 氧化膦 ； 吡啶； 合成； 性能
中图分 类号 ： Ｏ ６ ３ ３ ． ２ ２
文 献标 志码 ： Ａ
能¨ ． 但是到 目前为止 ， 将 毗啶、 氧化膦和三氟 甲基
０ 引 言
聚芳酰胺是一类重要 的高性能特种工程塑料 ， 以其 良好 的耐热 性 和 机 械性 能 而广 泛 应 用 于 航 空 、 航天 、 电子、 电器等高技术领域． 然而 ， 传统的聚芳酰 胺难溶难熔 ， 不易加工 ， 限制 了它们的应用 Ｊ ． 因此
Ｖ０ １ ． ３ ７ Ｎｏ． ５ Ｓ ｅ ｐ． ２ ０１ ３
文章编 号 ： １ ０ ０ ０ － ５ ８ ６ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ － ０ ５ ０ ５ － ０ ５
新 型 可 溶性 氟 化 含 氧 化膦 和 吡 啶 结构 共聚 酰胺 的合 成 与 性 能
李 倚 ， 姜建 文 ， 孙 芮 ， 刘晓玲 ， 盛寿 日
苯 二胺 和双 （ ４ 一 羧基苯基 ） 苯基 氧化 膦 Ｈ 进 行 ３元
共缩聚 ， 合成 了一类新型氟化含 氧化膦和吡啶结构 聚芳酰胺共聚物 （ 合成路线见 Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍ ｅ １ ） ， 并对其耐
热性 、 溶 解性 、 力 学 和 电学 性 能等进 行 了分析 表征 ．
前通过结 构改性 的方法 主要 有 ： （ｉ ） 引 入柔性 基 团 ； （ ｉ ｉ ） 引人 大 的侧 基 ； （ ｉ ｉ ｉ ） 引入 扭 曲的非 共 平 面 或 不 对 称 结 构 Ｌ ８ 引； （ ｉ ｖ ） 通 过 共 聚 改 性 。 。 等． 但与 已有的商品化品种相 比， 目前文献报道的可 溶性聚芳酰胺 的耐热性有较大 的损失． 氟原子 电负 性大 ， 半径 小 ， 可 以 与碳 原 子 形 成 很 强 的化 学 键 ， 因 而将含 Ｃ Ｆ ， 等 含 氟基 因引 人 聚芳 酰 胺 中不仅 可 提高 其热稳定性、 电绝缘性和光学性能 ， 改善其溶解性和 加工性 ， 以降低吸水率等 ｊ ． 最近研究表明 ， 含吡 啶结构 的聚芳酰胺具有优 良的热稳定性、 化学稳定 性和力学性能 巧 Ｊ ． 此外 ， 在聚合物 主链 中引入氧 化膦结 构还 可 赋 予 聚芳 酰胺 更 好 的阻燃 性 等 性
Ⅳ ， Ⅳ ＿ 二 甲基乙酰胺 、 间 甲酚 等有 机 溶 剂 中 ， 并 可 浇 注 得 到 韧性 好 而 透 明 的薄 膜 ， 其拉伸强度为 ７ ８～
８ ６ ＭＰ ａ ， 拉伸膜量 为 ２ ． ２— ２ ． ６ Ｇ Ｐ ａ ， 断裂伸长率 为 ９ ％ 一１ ３ ％． 同时 ， 该 聚合物具 有 良好的透光率 （ 截断波 长为３ ４ ０～ ３ ７ ６ ｎ ｍ） ， 体 积电阻 、 表面 电阻和介电常数分别为 ８ ． ４ ５× １ ０ ～ ８ ． ７ ８×１ ０ Ｑ ・ ｃ ｍ、 ９ ． ５ ２×１ ０ “一 ９ ． ８ ２×１ ０ ｎ和 ３ ． ４ ６～３ ． ６ ０ （ １ ０ ０ Ｈ ｚ ） ， 呈现 了 良好 的电绝缘性能 ．
基 金项 目： 国家 自然科 学基金 （ ２ １ ０ ６ ４ ０ ０ ３ ， ５ １ １ ６ ３ ０ ０ ８ ） ， 江西省主要学科学 术和技术带头人培养计 划 （ ２ ０ １ １ ３ Ｂ Ｃ Ｂ ２ ２ ０ １ ２ ） 和 江 西 省 自然科 学基金 （ ２ ０ ｌ １ ４ Ｂ Ａ Ｂ ２ ｏ ３ ０ １ ４ ， ２ ０ １ ３ ２ Ｂ Ａ Ｂ ２ ０ ６ ０ ３ １ ） 资助项 目． 通信作者 ： 姜建文 （ １ ９ ６ ３ 一 ） ， 男， 江西高安人 ， 副教授 ， 硕士 ， 主要从事 高性 能聚合物的研究．
啶结构 的新 型氟化共聚酰胺 ， 并以 Ｆ Ｆ Ｉ Ｒ 、 Ｄ Ｓ Ｃ 、 Ｗ Ａ Ｘ Ｄ等方 法对其结构和性能进行 了表征 ． 结果表 明： 共 聚
物 的玻璃化 转变温度为 ２ ５ ２— ２ ９ ０℃ ， 对数 比浓 黏度 为 ０ ． ７ ８～ ０ ． ９ ８ ｄ ｌ Ｖ ｇ ． 在氮 气气氛 中 ， ５ ％ 的热 失重 温 度为 ４ ３ ５～ ５ ０ ０ ｏ Ｃ， ８ ０ ０ ｏ Ｃ时的残炭率为 ３ ０ ％～ ５ ８ ％， 均 为无定 形结构 ； 聚合物易 溶于 Ⅳ － 甲基 吡咯烷 酮 、
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ８ － ２ ０
１ 实验部分
１ ． １ 主 要试 剂和 测试 仪器
４ 一 （ ４ ． 三 氟 甲基苯 基 ） － ２ ， ６ 一 二（ ４ 一 胺基 苯基 ） 吡 啶 （ Ｔ ＭＰ Ｂ Ａ Ｐ Ｐ） 和双 （ ４ 一 羧 基 苯 基 ）苯 基 氧 化 膦
（ Ｂ Ｃ Ｐ Ｐ Ｏ ） ¨ 为本实验室制备 ； 对苯二胺（ Ｐ Ｐ Ｄ ） 经减 压升华后 使用 ； 实验 中用到 的溶剂 Ⅳ － 甲基 吡咯烷 酮、 吡啶和亚磷酸三苯基酯先经减压蒸馏精制后再 用分子筛干燥保存备用 ； 氯化钙 （ 分析纯 ） 使用前在
１ ８ ０— １ ９ ０ ｏ Ｃ 真空干燥 ２ ４ ｈ ； 其它原料未特别指明的
第３ ７卷 第 ５期 ２ ０ １ ３年 ９月
江 西师 范 大学学 报 （ 自然 科学 版 ） Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ Ｎ ｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）