可溶性侧链含萘聚酰亚胺的合成与性能

２ 种含醚键且侧链含萘的聚酰亚胺 Ｐ Ｉ — ａ 与Ｐ Ｉ － ｂ ．由于侧链萘环和醚键的引入 ， 提高了聚合物的溶解性．
同时 ， 侧 链大 体积 刚性 萘环 的 引入 使 高分 子链 转 动 受 阻 ，从 而 提 高 了 聚合 物 玻 璃 化转 变 温 度 ．另 外 ， Ｐ Ｉ － ａ的原 料苯 胺成 本相 对于 ２ ， ６ 一 二 甲基 苯胺 大 幅 下 降 ， 且 性 能相 近 ，相 比于 Ｗａ ｎ ｇ等 的研 究成 果 ， 本 文 的聚合 物具 有更 好 的应用 前景 ．由于传 统 聚酰亚 胺不 溶 不熔 ，因此 利 用工 艺 较复 杂 的二 步法 研制
可 溶 性 侧 链 含 萘 聚 酰 亚 胺 的 合 成 与 性 能
夏蔚青 ，肖才华 ，贾小乐 ， 王 雷
（ 深圳大学材料 学院 ， 深圳市特种功能材料重点实验室 ， 深圳 ５ １ ８ ０ ６ ０ ）
摘要
以萘 甲醛和 ２ ， ６ － 二 甲基苯胺 或苯 胺为 原料合 成 了 ２种 含 萘 的二胺单 体 ，进一 步 与二 苯醚 四酸二 酐
０ ６ ３ １ 文献标志码 Ａ 中 图分 类 号
聚酰亚 胺 （ Ｐ Ｉ ） 是 一类具 有 优 良耐热性 、 耐 溶剂 性 、化学 稳定 性 、 力 学性 能 和 电性 能 的高分子 材料 ， 被 广 泛应用 于航 空 、 航天 、电气 、 微 电子 和汽 车等 高新技 术领 域 应 用 ．因此 ， 合成 耐高 温可 溶 的聚酰 亚胺 一直是 人们 研究 的热点 性 ，并提 高玻璃 化 转变 温度 ．然而 传统 的聚酰 亚胺 ， 如 以均苯 ． 四 甲酸酐 （ Ｐ ＭＤ Ａ） 和对苯 二胺 （ Ｐ Ｄ Ａ） 缩 聚而成 的典 型 聚酰 亚 胺 ，不溶 不 熔 ， 加 工 困难 ，限制 了其 广泛 萘环具 有独 特 的大体 积 刚性 结 构 ，将 其 引 入 到 高 性 能 芳 香 型 聚 合 物 中 ，可 以改 善 聚 合 物 的溶 解 引．将 萘 环引入 聚 酰亚 胺 主链 的研究 已有 大量 报 道 ＿ ｌ ¨， 刘 佰 军 等 １ ］
联系人 简介 ： 王
雷， 男， 博士 ， 教授 ， 主要从 事功能高分子的合成 与性能研究 Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ： ｗ ｌ ＠Ｓ Ｚ Ｉ Ｉ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ
２ ６ ５ ６
高 等 学 校 化 学 学 报
Ｖ ｏ １ ． ３ ４
甲酸 、 萘 甲醛 、 Ⅳ， Ⅳ一 二 甲基 乙酰胺 （ Ｄ ＭＡ ｅ ） 、 Ｎ， Ｎ － 二 甲基 甲酰 胺 （ Ｄ ＭＦ ） 和三 乙胺 （ Ｔ Ｅ Ａ） ，分析 纯 ， 天
Ｖｏ １ ． ３ ４ ２ ０ １ ３年 １ １月
高 等 学 校 化 学 学 报
ＣＨＥＭＩ Ｃ ＡＬ Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩ ＮＥ Ｓ Ｅ ＵＮＩ ＶＥＲＳ Ｉ Ｔ Ｉ ＥＳ
Ｎｏ ． １ １
２ ６ ５ ５ ～２ ６ ６ ０
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ７ ５ ０ ３ ／ ｃ ｊ ｃ ｕ ２ ０ １ ３ ０ ７ ３ ２
（ Ｏ Ｄ Ｐ Ａ） 经高温溶液缩 聚 ， 得到 ２种侧链含萘 的聚酰亚胺 ， 对 聚合物进行 了核磁共 振谱 、 傅 里叶变换 红外光 谱及溶解性 、耐热性 、 憎水性 、机械性能等结构与性能 的测试．结果 表明 ，含醚侧链含 萘的聚酰亚胺 具有优 异的溶解性 ，良好的耐热性 ， 较好 的憎水性 与机械性能。另外 ，通过 静电纺丝 的方法制备了侧链含萘 的聚酰 亚胺纤维 ， 研究 了纤维的形貌与憎水性． 关键词 聚酰 亚胺 ； 溶解性 ；热稳定性 ； 一步法缩 聚；萘
源自文库
合成了一种新型的含萘二胺单体 ， 并与二酐单体聚合， 制备了一种萘环在主链 的可溶性聚酰亚胺 ， 其 为２ ７ ４℃．陈春海等 合成了一种新型含萘二酐单体 ， 与二胺单体聚合 ， 制备出萘环在主链的可溶
性 聚酰亚胺 ，其 为 ３ ３ １℃ ．与 萘环 在 主链 的聚酰 亚胺 相 比 ， 萘 环在 聚酰 亚胺侧链 的研究报 道相 对较 少． Ｗａ ｎ ｇ等 ¨ 合 成 了一 系列侧链 含 萘 的聚酰 亚胺 ， 但 其 溶解性 较 差．引入醚键 后 ， 制备 的侧链 含萘 聚 酰 亚 胺 的溶 解性 明显 提 高 ， 但 制备 工艺 复杂 ， 且 降低 明显 ．本文在 此基 础上 ， 通 过含 醚键 的 ４， ４ ． 联 苯醚 二酐 （ Ｏ Ｄ Ｐ Ａ） ， 分别 与 ３， ３ ， ５ ， ５ 一 四甲基４， ４ ． 二胺 基苯 基 甲萘 与 ４ ， ４ ． 二胺 基苯基 甲萘聚合 ，得 到
聚酰亚胺纤维是较常用的方法 ， 但其工艺复杂 ， 需先合成聚酰胺酸纤维后再次热酰亚胺化 ， 才能进行 纤维性能与形貌研究 １ ５ ， １ ６ ］ ． 可溶性聚酰亚胺纤维 的制备采用一步法 ， 且所用溶剂毒性小 ， 易于对纤维
性 能 与其影 响因素 的关 系进行 深入 探索 ， 适 用 于对 聚酰亚 胺纤 维 的研 究 ．本 文所 制备 的 ２种 可溶性 聚酰 亚胺性 能 相似 ， 且 溶解 性 良好 ， 故将 Ｐ Ｉ — ｂ进 行一 步法 高压静 电纺丝 ，利用 扫 描 电子显 微 镜对 纤维 形 貌 进行 表征 ， 并 对纳 米纤 维棉 毡 的浸润性 ¨ 进行 了初步 的探索 ．
１ 实 验 部分
１ ． １ 试 剂
４ ， ４ 联 苯 醚二酐 （ Ｏ Ｄ Ｐ Ａ） 和２ ， ６ ． 二 甲基苯 胺 和 间甲 酚（ ｍ — Ｃ ｒ ｅ ｓ ｏ １ ） ， 分 析纯 ， Ａ ｌ ｄ ｒ ｉ ｃ ｈ公 司 ； 苯胺、 苯
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ ４ ） ７ － ２ ９ ． 基金项 目：国家 自然科学基金（ 批 准号 ： ５ １ ０ ０ ３ ０ ６ ０） 和深圳 市科技计划项 目（ 批准号 ： Ｊ Ｃ ２ ０ １ １ ０ ４ ２ １ ０ ０ ０ ７ ０ Ａ） 资助