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聚砜酰胺(PSA)是一种在大分子的主链上含有砜基的芳香族聚酰胺,通常是由等摩尔的4,4-二氨基二苯砜(DDS)和对苯二甲酰氯(TPC)在溶液缩聚中反应得到。它具有良好热稳定性(热分解温度超过420℃),主要用于耐高温纤维,市场前景广阔。但是现在关于聚砜酰胺化学结构改性的研究却很少有报道。本文研究目的是在保持材料耐热性能的情况下,对聚砜酰胺进行化学结构改性,合成新型的聚砜酰胺材料,从而丰富和提高聚砜酰胺产品的性能,并且希望为聚砜酰胺纤维差别化做些基础性的工作。
针对本课题的研究目的,对所要合成的新型聚砜酰胺进行了分子设计和工艺选择,采用嵌段共聚和统计共聚的方法,合成了三个系列的聚砜酰胺共聚物:聚砜酰胺嵌段共聚物(简称:PSA-B)、聚砜酰胺统计共聚物(简称:PSA-S2)和含有三种不同芳香族聚酰胺链段结构的统计共聚物(简称:PSA-S3);使用红外光谱仪(IR)、偏光显微镜、结晶速率仪、X射线衍射仪(XRD)、乌氏粘度计、差热分析仪(DSC)、热重分析仪(TGA)和拉伸试验仪等仪器对共聚物进行了结构和性能表征。
实验结果发现,PSA-S3系列共聚物表现出了最好的溶解性能、最大的比浓对数粘度数值、最高的拉伸强度和弹性模量和与PSA相当的热稳定性能。PSA-S3共聚物拉伸强度随着第三单体PPD用量的增加而上升,其中P202060的拉伸强度最好,是PSA的2.7倍。使用原子力显微镜(AFM)对共聚物薄膜表面微观形貌进行了观察,表明了共聚物P202060已形成了芳酰胺PFTA的微纤结构,具有微纤增强的作用,从而初步解释了共聚物P202060的拉伸强度能够有较大幅度提高的原因。