含叔丁基可溶性双酚AP型聚芳酯的制备及性能

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聚芳酯(PAR)是一种在聚合物主链上具有芳香环和酯键的聚合物,是制备特种工程塑料的原料。因为聚芳酯主链的分子结构包含多个芳香环,因此,具备优良的耐热性和良好的力学性,普遍应用在日用品、医疗器械、电子电器、汽车零件以及航空航天等各个领域。由于聚芳酯溶解性差,其在绝缘涂料等领域的应用受到限制。因此,本文将叔丁基苯基结构、二苯基亚甲基和三苯基甲烷结构引入到聚芳酯主链中来改变聚芳酯的分子结构,在不降低热稳定性的同时,提高其溶解性。第一部分为对苯二甲酰氯的制备。以对苯二甲酸为原料,吡啶为催化剂,与氯化亚砜进行亲核取代反应,成功的制备了对苯二甲酰氯(同理间苯二甲酰氯);并探究了最佳的反应条件,且对合成的二酰氯进行熔点测定。第二部分为1-(4-叔丁基苯基)-1,1-二(4-羟基)苯基乙烷的制备与表征。首先,在无反应溶剂的情况下,以叔丁基苯为原料,乙酸酐为酰化剂,采用Friedel-Crafts酰基化法成功地制备了对叔丁基苯乙酮;其次,研究了不同的反应温度、反应时间、反应比例和催化剂用量等因素对反应的影响;再次,利用红外光谱对其结构进行了表征。最后,以对叔丁基苯乙酮和苯酚为原料,巯基乙酸为助催化剂,通过亲电取代反应制备了1-(4-叔丁基苯基)-1,1-二(4-羟基)苯基乙烷,用红外光谱对其结构进行了表征。第三部分为含叔丁基可溶性双酚AP型聚芳酯的制备及性能。以1-(4-叔丁基苯基)-1,1-二(4-羟基)苯基乙烷(简称AP)为原料,分别与对苯二甲酰氯(TPC)和间苯二甲酰氯(IPC),通过界面缩聚、溶液缩聚、熔融缩聚三种方法反应制备出一种含有叔丁基的双酚AP型聚芳酯(PAR-AP),并采用FT-IR、UV-VIS、TGA、DSC和溶解性测试等方法对聚芳酯的结构和性能进行了测试。通过亲核取代反应制备的对苯二甲酰氯,探究的最佳反应条件是:在吡啶催化剂作用下,反应回流温度为85℃,反应时间为10 h,催化剂用量为5%;测定其对苯二甲酰氯的熔点为78-80℃;通过Friedel-Crafts酰基化反应合成了对叔丁基苯乙酮的条件为n(叔丁基苯):n(无水三氯化铝):n(乙酸酐)=1:3:2,反应温度为20℃,反应时间为2 h时,产品的产率可达48%;通过酯化反应合成的聚芳酯,将叔丁基苯基结构、二苯基亚甲基和三苯甲烷结构引入到高分子主链中改变了聚芳酯的分子结构,提高了其溶解性。且含有1-(4-叔丁基苯基)-1,1-二(4-羟基)苯基乙烷单体的聚芳酯同时兼顾了较高的耐热性能和更优良的加工性能。
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