新型二酐分子及其聚酰亚胺的设计与合成

发布时间：2020-09-03 21:28

　　 聚酰亚胺作为综合性能最优异的有机高分子材料之一,高分子主链中主包含酰亚胺环或酞酰亚胺环的一类聚合物,由于其突出的综合性能而被广泛应用到航空航天、高性能纤维、介电材料、膜分离等领域,但其也受到成本高昂、难加工、有颜色等缺点的限制。我们基于分子设计理论,以D_(3h)对称性导向的三蝶烯为基本构筑单元,引入三蝶烯大的内自由体积和三维刚性结构,合成新型的蝶烯二酐单体用于改善聚酰亚胺的不足,以期得到不但成本较低,加工性能良好,而且综合性能突出的聚酰亚胺。本文基于这一理念进行较深入的研究,设计合成一种新型的具有更大分子内自由体积的三蝶烯二酐单体,其较大的分子内自由体积将能够阻碍高分子链间的紧密堆积,改善其聚合物的溶解性能并增大其聚合物的BET比表面积。本文具体内容包括以下三个方面:1、通过溶剂热方法制备得到9,10-邻萘基蒽-2,3,6,7-四甲酸二酐晶体。并且通过系统地考察溶剂热反应时间、反应温度、降温速度、介质等因素,成功探索出溶剂热制备得到高纯度高产率的9,10-邻萘基蒽-2,3,6,7-四甲酸二酐晶体的最优条件。通过X射线单晶衍射仪来收集9,10-邻萘基蒽-2,3,6,7-四甲酸二酐晶体的单晶结构数据。单晶结构数据确认其结构正确。其属于单斜晶系,P 21/c空间群,晶胞参数为a=20.630(2)?,b=10.8650(11)?,c=18.6738(16)?,α=90°,β=105.938°,γ=90°,V=4024.7(7)A~3。2、用溶剂热法制备得到的9,10-邻萘基蒽-2,3,6,7-四甲酸二酐晶体与4,4’-二氨基二苯醚通过一步法聚合得到聚酰亚胺;用乙酸酐回流法制备得到的9,10-邻萘基蒽-2,3,6,7-四甲酸二酐与4,4’-二氨基-2,2’-二甲基-1,1’-联苯通过一步法聚合得到聚酰亚胺。通过NMR、FT-IR手段表征了两种聚酰亚胺的结构。并对两种聚酰亚胺分别进行了热失重TGA,BET比表面积,DSC的测试。3、通过廉价简便的路线高产率合成了2,3,6,7-四甲基-9,10-邻(2,3-蒽基)蒽。优化了2,3,6,7-四甲基-9,10-邻(2,3-蒽基)蒽的后续分离提纯条件。并进一步探索了2,3,6,7-四甲基-9,10-邻(2,3-蒽基)蒽的氧化。
【学位单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ323.7
【部分图文】：

三蝶烯立体结构

三蝶烯结构与其它桥环结构的分子扭转自由度对比示意图

三蝶烯内自由体积

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本文编号：2811982