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本论文以可再生的柠檬酸（CA）和丁二酸（SA）这类生物质资源为原料，采用无溶剂缩聚法制备了新型的聚酰胺酰亚胺（PAI）。将PAI在碱性溶液中水解，酰亚胺环裂解开环，得到含有羧基侧链的类似于聚天冬氨酸（PASP）结构的水溶性聚酰胺（PA），并通过NMR得到证实。本论文第二章以不同比例的CA和己二胺（HMDA）为原料合成聚柠檬酰胺酰亚胺型PAI，通过FTIR、Raman、XRD、DMA、DSC、TGA等手段对其结构和性能进行分析与表征，同时研究了聚合物的密度和吸水率。结果表明，PAI热稳定性较高，具有较好的亲水性，且有两个玻璃化转变温度Tg，分别对应于其结构中的酰胺和酰亚胺部分。利用GPC对水解产物PA的分子量进行测量。另外考察了水解产物PA对金属离子的螯合作用，效果最好的产物对Ca2+和Pb2+的螯合能力分别为191.6和950.5mg/g，与目前商用的螯合剂相比有明显的优势。本论文第三章首先以SA和HMDA等比例反应合成聚丁二酰胺型PA，然后以不同比例的CA、SA和HMDA为原料合成聚柠檬酰胺酰亚胺-丁二酰胺共聚物，通过FTIR和XRD对两者的结构和结晶性能进行分析。结果表明，该共聚物与PA相比，由于酰亚胺环的存在，有序结构被破坏，所以结晶度较低。利用DMA证明该类共聚物同样有两个Tg。对共聚物的力学性能进行了测试，产物的最大拉伸强度可达73.05MPa，最大断裂伸长率可达26.09%。水解产物PA同样对Ca2+和Pb2+具有优异的螯合能力。通过DSC曲线观察PA水溶液解冻过程中的量热学行为，发现凝固点明显下降到0°C以下，结冰水溶液中冰的含量降低，说明具有一定的抗冻活性（AF），能够抵制溶液结冰。本论文第四章以不同比例的CA和乙二胺（EDA）为原料合成一类新型的超支化聚柠檬酰胺型PA，提供了一种直接合成水溶性PA的新方法。通过FTIR对其结构进行表征。同样利用DSC考察超支化PA的抗冻活性，发现它与上述PAI的碱性水解产物PA一样比常用的抗冻剂如PASP和葡萄糖等具有更好的抗冻能力，并且有可能在天然气水合物抑制剂领域具有一定的应用前景。