芳杂环高分子

474
均苯四酰苯 二亚胺 间五苯四醚 二苯甲烷 二茂铁 三苯基氧膦
O
O N O
O N O
<456
O
O
O
455 454 454 454
CH2
Fe
P O
齐聚苯醚的性能
O ( O )n
熔点，℃ 熔点，℃
对位 间位
沸点，℃ 沸点，℃
对位 间位
分解温度℃ 分解温度℃
对位 间位
0 1 2 3 4 5 68
280 48 -15 4.5 14 21 110 148 174 －
1.8 难燃性
具有自熄性,不添加任何阻燃剂即有优 具有自熄性 不添加任何阻燃剂即有优 异的难燃性,可达 可达UL94V—0级(0.46mm)。 异的难燃性 可达 级 。
1.9 耐化学药品性
PES耐汽油、机油、润滑油等油类和 耐汽油、机油、 耐汽油 氟里昂等清洗剂, 它的耐溶剂开裂性是非 氟里昂等清洗剂 晶树脂中最好的。但它耐丙酮、 晶树脂中最好的。但它耐丙酮、氯仿等极 性溶剂的性能不好。 性溶剂的性能不好。
芳香聚酰胺的耐热性
聚酰胺 熔点 ℃ 软化点 ℃ 分解温度 分解活化能 ℃ 千卡/摩尔
O C
O
H C N
Hale Waihona Puke H N600 470 470 430
520 290 300 270
390－ 500 410－ 410－ 480 390－ 390－ 470 300－ 300－ 390
53.2 42.4 31.4 33.8
1.6 耐冲击性
具有与聚碳酸酯相同的耐冲击性。 具有与聚碳酸酯相同的耐冲击性 。 不增强的 树脂可以铆接， 但对尖细的切口较敏感， 树脂可以铆接 ， 但对尖细的切口较敏感 ， 因此设 计上要注意。 计上要注意。
1.7 无毒性
在卫生标准方面，被美国FDA认可， 认可， 在卫生标准方面，被美国 认可 也符合日本厚生省第434号和 号和178号公告的 也符合日本厚生省第 号和 号公告的 要求。 要求。
365¡ æ Ac2O
OC
O
x
OC
CO y
O
O
z
COOH HO
+ HO
COOH
Ac2O 310℃ O
CO x
O
CO y
聚芳香酰胺的合成
ClO C CO Cl + HN 2 N2 H
DMAC
O C
CO N H
N H
O C
O H C N
H N
Nomex纤维 Nomex纤维
O C
O H C N
H N
Kevlar纤维 Kevlar
缩小体积 节约铜 节约硅钢片 节约铸铁 提高寿命 30－50％ 20％ 30－40％ 25％ 几—十几倍
1960 年代以来发展起来的芳香，杂环聚合物 芳环聚合物 聚苯 聚苯硫醚 聚醚砜 聚醚酮 芳香聚酰胺 芳香聚酯（LCP） 杂环聚合物 聚苯并咪唑 聚苯并恶唑 聚苯并噻唑 聚喹恶啉 聚喹啉 聚酰亚胺
烯烯基烯
Me3SiO
OSiMe3
(1) TBAF (2) Ac2O,Py H3COCO OCOCH3
加热 多酸酸酸
聚苯的合成
R Cl Cl [Ph3P]2NiCl2 DMAC R
R=
C CH3 , O
C O
,
C OR' O
R' = 烷基，芳基
聚聚硫醚的合成
Cl
Cl
S8 / Na2CO3 300－350℃
通用高分子材料
尼龙66，氯丁橡胶，丁苯橡胶， 尼龙66，氯丁橡胶，丁苯橡胶， PVC，PP，PE，PC，PS等 PVC，PP，PE，PC，PS等 PBI，PI，PPQ，PEEK，PEKC， PBI，PI，PPQ，PEEK，PEKC， PPS等 PPS等
功能高分子材料
光电功能高分子 吸附分离高分子 磁性高分子 生物降解高分子 高分子催化剂 液晶高分子等
二、加工性能 PES树脂不仅具有优异的耐热性和机 树脂不仅具有优异的耐热性和机 械性能,其加工性能也很好 其加工性能也很好,不仅可以挤出成 械性能 其加工性能也很好 不仅可以挤出成 注射成型、 模压成型、 吹塑成型、 型 、 注射成型 、 模压成型 、 吹塑成型 、 吸 塑成型和制成发泡体， 还可以进行镀膜、 塑成型和制成发泡体 ， 还可以进行镀膜 、 超声波融接、 机械加工、 溶剂粘接、 超声波融接 、 机械加工 、 溶剂粘接 、 涂敷 等二次加工。 等二次加工。
O [ S O O ]n
一、PES树脂的主要性能 PES树脂的主要性能
1.1 耐热性 Tg为225℃，热变型温度可达200～220℃。 225℃ 热变型温度可达200～220℃ 200 1.2 耐水解性 可耐150 ～ 160℃ 的热水或蒸气， 可耐 150～ 160℃ 的热水或蒸气 ， 在高温下也不受 150 碱的侵蚀。 酸、碱的侵蚀。
O
H N N H
H N N H
O
＋
OH NH2
O N
O N
无法加工
国内的几种典型高分子
聚醚醚酮 聚醚砜 聚酰亚胺
聚 醚 砜 树 脂 (Poly ether sulfone ， PES)是英国 ICI公司在 1972年开发的一种综 是英国ICI 公司在1972 PES) 是英国 ICI 公司在 1972 年开发的一种综 合性能优异的热塑性高分子材料。 合性能优异的热塑性高分子材料。
SO 2
O O O
聚醚醚酮PEEK的合成
HO OH ＋ F 二聚二 320℃ CO F
NaCO3
O
O
CO
聚醚酮PEK－C的合成
O Cl C Cl + HO O O O S K 2CO3 O 220℃ OH
O C O O O
液晶聚合物聚芳酯的合成
HO COOH + HOOC COOH + HO OH
S N
N S
1960 未产业化
O
O N N N
N
1960 未产业化 1960 未产业化 1960 未产业化
N Ph N
Ph O
N Ph N
N N
Ph
O N O
O N O O
1960
数万吨
高分子的合成
芳杂环高分子制备 典型芳杂环高分子 热固性高分子
聚苯的合成
Cl Cl K/Na O O n
Me3SiCl Py, CH2Cl2 HO OH Me3SiO OSiMe3
538
2,2'2,2'-联萘 二苯并呋喃
O
518 518 518 510－ 510－535
N
芴 喹啉 2－苯基萘 三苯胺
N
507 502
对四联苯 2,2'2,2'-联吡啶
N N
482－ 482－504 482
四苯基硅烷 6-苯基喹啉
Si
482 477－ 477－485
N
2,2'2,2'-联噻吩
S S
1980 1970
O C O
聚酯
CH3 C CH3 O
C
液晶聚 酯 聚芳香 酰胺
O C
O C O
O C O O
1980 1970
千吨级 数千吨
O C
O C NH
NH
杂环高分子 聚苯并 咪唑 聚苯并 噁唑
H N N N N H
1960 1960
小批量 百吨级
O N
O N
聚苯并噻唑 聚噁二唑 聚喹噁啉 聚喹啉 聚酰亚胺
高分子合成化学系列讲座
芳杂环高分子
高分子
历史－20世纪 年代 Staudinger形成高分 世纪20年代， 历史－20世纪20年代，Staudinger形成高分 子概念 发展－40-50年代，Ziegler, Natta, Flory等 年代， Flory等 发展－40-50年代 分类－通用高分子，功能高分子 分类－通用高分子，
2
C H C N
C H C
C H
2
C H C
C H
2
C H C
C H
2
C H C N N N N
N
N
N
O O O
O H2N O O ＋ H2N NH2 NH2 N
O
O N O H2N N NH2
O
O NH2 N N O O N N N N
O
O
O N N
追求更高的Tg 追求更高的
O Cl Cl O Cl ＋ Cl H2N NH2 H2N NH2
国内高分子的发展
吉大唐敖庆：理论计算 长春应化所：合成橡胶与纤维素， 高分子溶液，高分子辐射 上海有机所：有机玻璃、尼龙6 上海有机所：有机玻璃、尼龙6 北大冯新德：聚合反应课 南开何炳林：离子交换树脂 川大徐僖：塑料工程
芳杂环聚合物
芳杂环高分子是指大分子的主链是由苯环、 芳杂环高分子是指大分子的主链是由苯环 、 萘环 等芳环和/或杂环及一些连接基团， 等芳环和/或杂环及一些连接基团，如－O－、－S － 、 － CO － 、 － SO2 － 、 － CH2 － 、 － C(CH3)2 CO－ －、—C(CF3)2—、－COO－、－CONH－等或仅 COO－ CONH－ 仅以单键连接方式组成的高分子化合物。 仅以单键连接方式组成的高分子化合物。
1.5 尺寸稳定性
线膨胀系数小， 线膨胀系数小 ， 而且其温度依赖性也小是其 特点。 特别是30％ 玻璃纤维增强PES树脂 其线膨 树脂,其线膨 特点 。 特别是 ％ 玻璃纤维增强 树脂 胀系数只有2.3× 胀系数只有 ×10-5/℃，并且直到 ℃ 并且直到200℃仍然可以 ℃ 保持与铝相近似的值。 保持与铝相近似的值。