论文部分内容阅读
聚醚酰亚胺(PEI)是一种性能非常优异的热塑性高分子材料,在许多领域得到了广泛应用。但是,当前国内的PEI产业化水平并不高,双酚A型二醚二酐(BPADA)作为合成PEI的重要单体,其生产成本高昂的问题急需得到解决。此外,新型PEI都是通过制备新型单体来获得的,这样容易导致开发周期长,开发成本高等问题。因此,探究简易可行的新型PEI的制备方法也是具有一定的工业应用价值。本文通过优化合成工艺,制备了BPADA,并以BPADA与3,5-二氨基苯甲酸为原料,合成了含有羧基的PEI,然后对聚合物进行了一系列接枝改性,具体研究工作如下:(1)以邻苯二甲酸酐与双酚A(BPA)为原料,成功合成了BPADA,采用高效液相色谱检测了产品纯度。采用傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱对产物的结构进行了表征。与文献报道的合成方法相比,本文所采用的工艺步骤精简,耗时少,所使用的溶剂可回收再利用,且产品纯度高(99.7%)、产率高(76.4%)。(2)以BPADA和3,5-二氨基苯甲酸为原料,合成了含羧基的PEI,分别采用正二十二烷醇、正十八胺和左旋多巴对该聚合物进行接枝,得到了D-PEI,A-PEI和L-PEI。采用傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱对聚合物的结构进行了表征。采用热重分析仪和差示扫描量热仪考察了聚合物的热性能,结果表明,接枝后聚合物的5%热损失温度均有不同程度的提高,其中A-PEI提升幅度最大,L-PEI次之,且接枝后聚合物的玻璃化温度均有提高。接枝后聚合物的溶解性能有一定程度的下降,测试的结果为PEI>L-PEI>D-PEI=A-PEI。接枝后聚合物的力学性能略有下降。接枝后聚合物的亲水性有所变化,水接触角测量结果表明,PEI、D-PEI、A-PEI和L-PEI的水接触角分别为75.39°、79.75°、78.65°和68.01°。采用GPC对各聚合物分子量进行了考察,发现接枝后的聚合物分子量均有所增大,分子量分布变宽。(3)初步合成了含Diels-Alder结构的PEI。以马来酸酐和对氨基苯酚为原料,成功合成了N-(4-羟基)苯基马来酰亚胺。以此为基础,将N-(4-羟基)苯基马来酰亚胺与糠醇反应后,对含羧基的PEI进行接枝,得到含D-A结构的M-PEI。采用核磁共振氢谱与傅里叶红外光谱对聚合物的结构进行了表征。采用热重分析仪和差示扫描量热仪考察了聚合物的热性能,结果表明,M-PEI的热稳定性有所提高,而玻璃化转变温度基本没有发生变化。与PEI相比,M-PEI的溶解性能和力学性能均有一定程度的下降。水接触角测量结果表明M-PEI的水接触角为65.62°,亲水性有所提高。分子量与PEI相比增大,分子量分布变宽。