聚芳醚酮交替共聚物的合成及其结构与性能研究

论文摘要

1.本文采用亲核和亲电两种路线合成了1,4-二（4-苯氧基苯甲酰基）苯（p-EKKE）和1,3-二（4-苯氧基苯甲酰基）苯（m-EKKE）两种PEKK的小分子模型化合物,以p-EKKE和TPC缩聚,合成了全对位聚芳醚酮酮（p-PEKK）,并用FT-IR、1H NMR、DSC、WAXD、SEM等技术对p-EKKE和m-EKKE以及PEKK的结构与性能进行分析表征。研究表明:加入适量的Lewis碱以TPC和过量的DPE合成p-EKKE时,没有发现邻位结构及呫吨醇产物生成；WAXD分析显示: p-EKKE的结晶较完整,当其作为PEKK大分子链的结构单元时虽能形成结晶,但结晶不完整,存在缺陷和非晶片。2.以1,4-二（4-苯氧基苯甲酰基）苯（p-EKKE）、1,3-二（4-苯氧基苯甲酰基）苯（m-EKKE）、二苯醚（DPE）为单体分别与对苯二甲酰氯（TPC）、间苯二甲酰氯（IPC）亲电溶液共缩聚,合成全对位、全间位、对间位取代及交替聚芳醚酮酮（p-PEKK、i-PEKK、p/i-PEKK、a-PEKK）。用FT-IR、DSC、WAXD、TG、SEM等技术对p-EKKE和m-EKKE以及PEKKs的结构与性能进行了分析表征。结果表明:随着主链中1,3-苯基含量的增加,共聚物的熔融温度（Tm）和玻璃化转变温度（Tg）逐渐降低;由p-EKKE、m-EKKE与TPC或IPC共聚合成的聚合物比由DPE与TPC或IPC合成的无规共聚物Tg、Tm有所提高,具有较好的链规整性和较高的结晶度;WAXD分析表明,共聚物P-1的结晶衍射峰和小分子模型化合物p-EKKE基本相同,属正交晶系;i-PEKK在熔融冷却过程中很难再次结晶,转变为非晶聚集态,属三斜晶系;交替共聚物a-PEKK的DSC升温曲线出现两个结晶熔融峰,表明有两种晶型存在。3.以1,4-二（4-苯氧基苯甲酰基）苯（p-EKKE）、4,4′-二苯氧基二苯砜（DPODPS）与对苯二甲酰氯（TPC）为单体,无水AlCl3/N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）/1,2-二氯乙烷（DCE）为催化剂溶剂体系,通过低温溶液缩聚,合成了一系列p-EKKE /DPODPS/TPC三元无规共聚物,用FT-IR、DSC、WAXD、TG等技术对共聚物进行表征。结果表明:随着DPODPS/p-EKKE比例的增加,共聚物的Tg有所提高,结晶度降低;当DPODPS/p-EKKE大于70/30时,共聚物在DSC曲线中没有出现结晶熔融峰,在WAXD曲线中只出现一个弥散的衍射峰,为无定型聚集态;热失重5%时,分解温度在540℃以上,仍属耐热等级高的聚合物。4.对交替聚合物a-PEKK熔融-淬火,转变为无定形聚合物,进行溶剂、等温和冷牵伸诱导结晶,用DSC、WAXD等技术研究了不同条件处理后的共聚物的结晶性能。结果表明:以CHCl2COOH为溶剂,诱导时间t为48h,S3结晶完全,延长时间对a-PEKK的结晶及热性能几乎没有影响,晶体以晶型Ⅱ为主;等温诱导结晶时,只出现稳定的晶型Ⅰ,DSC中降温速率影响着晶体的结晶完善程度;经牵伸取向的S5在DSC的冷却曲线中没出现冷结晶峰,而在熔融放热峰处等温结晶2h的S6,出现冷结晶峰,WAXD分析表明:样品经冷牵伸后有Ⅰ和Ⅱ两种晶型共存,晶体晶型与分子链的链接结构（酮/醚比例）,牵伸温度、牵伸比有关。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 聚芳醚酮的合成与改性
• 1.3 应用现状及发展趋势
• 1.4 本文的研究思路及工作
• 2 主要原料、试剂和测试方法、仪器
• 2.1 主要原料和化学试剂
• 2.2 主要测试仪器和方法
• 3 聚芳醚酮小分子模型化合物的合成与表征
• 引言
• 3.1 p-EKKE 的合成
• 3.2 结果与讨论
• 3.3 小结
• 4 聚芳醚酮酮的合成与性能研究
• 4.1 不同单体对合成聚芳醚酮酮（PEKK）结构与性能的影响研究
• 4.2 交替聚芳醚酮酮的结晶行为研究
• 5 聚芳醚酮酮醚酮酮/醚砜醚酮酮（PEKKEKK/PESEKK） 的合成与表征
• 引言
• 5.1 共聚物的合成
• 5.2 结果与讨论
• 5.3 小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 硕士期间论文和参与课题情况
• 致谢