聚芳醚酮及其稀土配合物的制备和荧光性能的研究

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聚芳醚酮(PAEK)是一类综合性能优异的热塑性工程塑料,其耐热性能好,力学性能优异,耐腐蚀优良等,可被用于航空航天,电子信息,汽车制造等高新技术领域。本文将含有扭曲双酚结构的荧光素引入聚芳醚酮主链上,制备得到了新型结构的聚芳醚酮(PEK-F),PEK-F具有良好的溶解性,并且是一类荧光功能高分子。在PEK-F主链上引入羧基合成了含有羧基的聚芳醚酮(PEK-CF),可将羧基聚芳醚酮作为大分子配体与稀土离子进行配位,得到新型的稀土聚合物发光材料。本文的主要研究内容和结论如下:1.以4,4’-二氟二苯甲酮(DFDPK)分别与荧光素,酚酞进行缩聚反应制备出荧光素型聚芳醚酮和酚酞型聚芳醚酮(PEK-C)。采用红外光谱、氢核磁谱图、GPC谱图对聚合物的结构进行了表征,同时通过DSC、TGA、XRD等对PEK-C和PEK-F的性能进行了表征。它们的数均分子量和重均分子量分别为55.2 kg/mol、37.1 kg/mol和91.0kg/mol、106.9 kg/mol。PEK-C的玻璃化转变温度(Tg)是232℃,PEK-F的Tg为273℃,质量损失5%时的温度均大于450℃。PEK-C和PEK-F都是无定型结构,在室温下能溶解于DMF、DMSO、NMP等溶剂中。通过荧光测试表明,PEK-F荧光强度会随着溶液浓度和溶剂极性的改变而发生变化。PEK-F优异的荧光性能可被用于杀螟硫磷的检测。2.本论文第三章采用缩合聚合的方法合成了含有羧基荧光素聚芳醚酮(PEK-CF),并且选用铕和铽稀土离子作为中心配位离子,将PEK-CF作为大分子配体,并将小分子1,10-邻菲罗啉(Phen)作为协同配体,制备得到新型的稀土配合物(PEK-CF-Re3+-Phen,Re3+=Eu3+、Tb3+),通过红外光谱和XRD测试得到,稀土离子已成功与配体配位,且均匀分布在聚合物基体中。通过TGA和DSC测试表明,PEK-CF质量损失为5%的温度大于400℃,PEK-CF的Tg是275℃,但是在测试温度范围内,没有观察到PEK-CF-Re3+-P5hen的Tg,表明PEK-CF和PEK-CF-Re3+-Phen具有优异的耐热性能。PEK-CF和PEK-CF-Re3+-Phen都能溶于DMF、DMSO、NMP等有机溶剂中,表现出良好的溶解性。对PEK-CF-Re3+-Phen进行了荧光性能的测试,并归属了铕和铽的荧光特征峰。将聚合物与铕和铽进行共配位,通过调整铕和铽的比例,得到颜色可调的稀土配位聚合物材料。
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