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简述氟化含吡啶环聚酰亚胺与新型超支化聚酰亚胺合成和性能查抄袭率怎么

收藏本文 2024-03-08 点赞:9521 浏览:27678 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:聚酰亚胺(PI)由于其耐热性能、热稳定性能抵抗化学腐蚀性和机械性能都十分突出,作为一类高性能材料而被广泛的探讨。PI综合性能优异,广泛运用于气体分离膜、胶黏剂、微电子、航天器件、高密度集成电子电路等传统和现代高科技领域。含吡啶PI能增加其电子亲和性以而改善其电子传递性能和通过未共享的孤对电子的质子化以而提供一种修饰其发光性能的途径,由于其独特的发光和电子性能,使得这类材料运用于光学、光电子学和光致发光材料中。然而,这类含吡啶聚合物材料具有一些缺点,如聚合物刚性较大,分子间作用力强,在有机溶剂中溶解性差和难融熔,加工成型困难,以而限制了他们作为一类新型的高性能材料的进一步运用。由此,改善这类新型材料的溶解性显得尤为迫切。本论文先对PI的介绍,结构、性能、合成策略以及运用等情况进行了系统的阐述,然后详细地介绍了含吡啶环聚酰亚胺以及超支化聚酰亚胺(HBPI)的合成和改性。首先,本论文用改善的Chichibabin、亲核取代(Weipanms成醚反应)和加氢还原三步反应合成含吡啶环二胺单体(m,p-6FPAPP)。然后,将其与商品化的二元酸酐3,3',4,4'-二苯酮四甲酸二酐(BTDA)和2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)]丙烷二酐(BPADA),以N,N-二甲酰胺(DMF)为溶剂,通过常规的两步法,合成了含吡啶环-氟化共聚酰亚胺。聚合物结果表明,FTIR测试在1780cm-1、1720cm-1和1380cm-1左右出现了聚酰亚胺的特点吸收峰。所得聚酰亚胺在常见溶剂(如间甲酚,DMF,N,N-二乙酰胺(DMAc),二亚砜(DMSO),N-吡咯烷酮(NMP),四氢呋喃(THF))中可溶解;在氮气氛中,玻璃化转变温度(Tg)为202.1~219.7℃,10%失重温度为537.0~572.8℃,800℃质量保持率为60.7%~63.1%。PI膜的紫外截止波长为375~380nm,吸水率为0.55%~0.63%。然后,以o-羟基苯乙酮、对氯硝基苯和对羟基苯甲醛为原料,通过亲核取代反应、改善的Chichibabin反应以及加氢还原合成了一种新型含邻位取代单元及毗啶环的芳香二胺4-[4-羟基]-2,6-双[4-(2-氨基苯氧基)]吡啶(p,o-PAPP)。将二胺p,o-HAPP和四种商品化二酐,通过化学亚胺化或热亚胺化依次合成PAA和PI,PAA的产率为95%-98%,PI的产率为96%-97%。FT-IR光谱表明,四种PI在1720cm-1、1780cm-1、1380cm-1和745cm-1出现了酰亚胺环的特点峰,结合聚合物1H NMR图谱,说明已得到PI聚合物。溶解性测试表明PI能溶于常见极性溶剂(如m-Cresol, DMF, DMAc, DMSO,NMP),还能溶于低沸点溶剂(如THF), XRD图谱表明所得PI为为非晶态结构;DSC和TGA测试表明PI具有较好的耐热性能和热稳定性,PI的Tg为323.4℃~259.8℃,T10为576.4℃~485.5℃,Rw为69.7%~52.2%。PI的UV-vis光谱和荧光光谱表明是PI经HC1处理后,聚合物吡啶环上极性的N原子被质子化,并在470nm附近出现非常强的荧光发射峰。最后,本论文通过通过改善的Chichibabin反应、亲核取代反应和加氢还原三步化学反应得到了三胺单体2,4,6-三[4-(2-硝基苯氧基)]吡啶(p,o-TAPP),用FT-IR、1HNMR、13C NMR和元素浅析测试等手段表征了单体的分子结构;采取A2+BB'2型反应合成了具有高度支化结构的AM-HBPI和AD-HBPI,产率分别为93.3%-96.8%和94.3%-97.6%,特性粘度分别为0.54dL/g~0.67dL/g和0.55dL/g~0.69dL/g。通过FT-IR和1H NMR、13C NMR表征AM-HBPI和AD-HBPI的结构。在FT-IR光谱中,6种PI在1720cm-1,1380cm-1、1780cm-1,740cm-1均出现了酰亚胺基团的特点吸收峰;溶解性测试表明AM-HBPI和AD-HBPI能溶于间甲酚、DMF、DMAc、DMSO、NMP,也溶于低沸点溶剂THF、CHC13、CH2Cl2, XRD图谱表明所得PI为为非晶态结构;DSC和TGA测试表明PI具有较好的热性能,AM-HBPI和AD-HBPI的Tg分别为273.8℃~298.0℃和270.7℃~307.31℃,T10分别为543.6℃~558.9℃和551.2℃~568.6℃,800℃Rw分别为63.0%~64.8%和63.4%~64.9%;HBPI分子主链中的吡啶环结构使其具有良好的紫外光吸收性能,在465nm附近出现了微弱的荧光发射峰,同时随着HCI浓度增加,聚合物质子化后荧光强度由弱变强。关键词:合成论文含吡啶环论文共聚论文溶解性论文超支化论文氟化聚酰亚胺论文

    摘要5-7

    ABSTRACT7-15

    第一章 绪论15-34

    1 挠性印制电路15-17

    1.1 挠性印制电路板介绍15

    1.2 挠性印制电路板的特点15-16

    1.3 挠性印制电路板的组成16

    1.4 聚酰亚胺薄膜基材挠性印制电路板的进展16-17

    2 聚酰亚胺17-23

    2.1 聚酰亚胺介绍17

    2.2 聚酰亚胺的分子结构17-18

    2.3 聚酰亚胺的性能18-21

    2.3.1 聚酰亚胺的热稳定性18

    2.3.2 聚酰亚胺的耐热性能18

    2.3.3 聚酰亚胺的耐低温性能18-19

    2.3.4 聚酰亚胺的机械性能19

    2.3.5 聚酰亚胺的化学稳定性19

    2.3.6 聚酰亚胺的耐辐照性能19

    2.3.7 聚酰亚胺的尺寸稳定性19

    2.3.8 聚酰亚胺的介电性能19-20

    2.3.9 聚酰亚胺的生物相容性20-21

    2.4 聚酰亚胺的亚胺化机理21-22

    2.5 聚酰亚胺的运用22-23

    2.5.1 聚酰亚胺薄膜材料22

    2.5.2 聚酰亚胺复合材料22

    2.5.3 聚酰亚胺发泡材料22-23

    2.5.4 聚酰亚胺工程塑料23

    3 聚酰亚胺的分子结构设计23-26

    3.1 聚酰亚胺的有机可溶性改性23

    3.2 聚酰亚胺的分子结构与结晶度的联系23

    3.3 聚酰亚胺共缩聚改善溶解性23-24

    3.4 利用分子结构设计改善聚酰亚胺的溶解性24-26

    3.4.1 在聚酰亚胺主链中引入柔性结构24-25

    3.4.2 在聚酰亚胺主链中引入大的侧基25

    3.4.3 在聚酰亚胺主链中引入不对称性结构25-26

    3.4.4 在聚酰亚胺主链中引入扭曲的非共平面结构26

    4 超支化聚酰亚胺26-32

    4.1 超支化聚合物介绍26-27

    4.2 超支化聚合物的合成策略27-29

    4.2.1 A_2+B_3法合成超支化聚合物27-28

    4.2.2 AA'+B'B_3法合成超支化聚合物28-29

    4.3 超支化聚酰亚胺的合成(HBPI)29-32

    4.3.1 AB_2路线合成超支化聚酰亚胺29-30

    4.3.2 A_2+B_3路线合成超支化聚酰亚胺30-32

    4.3.3 A_2+B'B_2路线合成超支化聚酰亚胺32

    5 选题的目的及作用32-34

    第二章 含吡啶环-氟化聚酰亚胺34-46

    1 引言34-35

    2 实验部分35-39

    2.1 实验原料35-36

    2.1.1 主要试剂规格35

    2.1.2 主要原料的处理35-36

    2.2 主要测试与表征仪器36

    2.3 制备与表征36-39

    2.3.1 二元胺单体的合成36-37

    2.3.1.1 4--2,6-双(3-羟基)吡啶的合成(m-PHPP)36

    2.3.1.2 4--2,6-双[3-(4-销基-2-三氟苯氧基)]批卩定的合成02,/>6FPNPP)36-37

    2.3.1.3 4--2,6-双[3-(4-胺基-2-三氟苯氧基)]吡啶的合成(m,p-6FPAPP)37

    2.3.2 聚酰亚胺的制备37-38

    2.3.2.1 聚酰胺酸的合成(PAA)37

    2.3.2.2 热亚胺化制备PI膜和树脂粉末37-38

    2.3.2.3 化学亚胺化制备PI树脂粉末38

    2.3.3 测试与表征38-39

    3 结果与讨论39-45

    3.1 二元胺单体的合成与结构表征39-40

    3.2 聚合物的合成与结构表征40-42

    3.3 聚合物的性能42-45

    3.3.1 聚合物的溶解性42

    3.3.2 聚合物的结晶性能42-43

    3.3.3 聚合物的热性能43-44

    3.3.4 聚合物膜的光学性能和吸水率44-45

    4 本章小结45-46

    第三章 含吡啶环-邻位取代聚酰亚胺46-61

    1 引言46-47

    2 实验部分47-51

    2.1 实验原料47-48

    2.1.1 主要试剂规格47

    2.1.2 主要原料的处理47-48

    2.2 主要测试与表征仪器48

    2.3 制备与表征48-51

    2.3.1 二元胺单体的合成48-49

    2.3.1.1 4-(2-硝基苯氧基)苯乙酮(p,o-NPAP)48

    2.3.1.2 4-(轻基)-2,6-双[4-(2-销基苯氧基)]批n定的合成(p,o-HNPP)48-49

    2.3.1.3 4-(羟基)-2,6-双[4-(2-氨基苯氧基)]吡啶的合成(p,o-HAPP)49

    2.3.2 聚酰亚胺的制备49-50

    2.3.2.1 聚酰胺酸的合成(PAA)49

    2.3.2.2 热亚胺化制备PI膜和树脂粉末49-50

    2.3.2.3 化学亚胺化制备PI树脂粉末50

    2.3.3 测试与表征50-51

    3 结果与讨论51-60

    3.1 二元胺单体的合成与结构表征51-54

    3.2 聚合物的合成与结构表征54-56

    3.3 聚合物的性能56-60

    3.3.1 聚合物的溶解性56-57

    3.3.2 聚合物的结晶性能57

    3.3.3 聚合物的热性能57-58

    3.3.4 聚合物膜的光学性能58-60

    4 本章小结60-61

    第四章 含吡啶环超支化聚酰亚胺61-78

    1 引言61-62

    2 实验部分62-66

    2.1 实验原料62-63

    2.1.1 主要试剂规格62-63

    2.1.2 主要原料的处理63

    2.2 主要测试与表征仪器63

    2.3 制备与表征63-66

    2.3.1 三元胺单体的合成63-64

    2.3.1.1 2,4,6-三[4-羟基]吡啶的合成(THPP)63

    2.3.1.2 2,4,6-三[4-(2-硝基苯氧基)]吡啶的合成(p,o-TNPP)63-64

    2.3.1.3 2,4,6-三[4-(2-氨基苯氧基)]吡啶的合成(p,o-TAPP)64

    2.3.2 超支化聚酰亚胺(HBPI)的合成64-65

    2.3.2.1 氨基封端的超支化聚酰亚胺的合成(AM-HBPI)64-65

    2.3.2.2 酸酐封端的超支化聚酰亚胺的合成(AD-HBPI)65

    2.3.3 测试与表征65-66

    3 结果与讨论66-76

    3.1 二元胺单体的合成与结构表征66-69

    3.2 聚合物的合成与结构表征69-72

    3.3 聚合物的性能72-76

    3.3.1 聚合物的溶解性72-73

    3.3.2 聚合物的结晶性能73-74

    3.3.3 聚合物的热性能74-75

    3.3.4 聚合物膜的光学性能75-76

    4 本章小结76-78

    第五章 总结78-80

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