新型聚苯并咪唑的制备与表征

论文摘要

本文首先介绍了聚苯并咪唑的合成、改性以及应用领域的新进展。然后以3,3’,4,4’-四氨基二苯醚或其盐酸盐、4,4’-二苯醚二甲酸、2,5-吡啶二甲酸和2,6-吡啶二甲酸作为聚合单体,以均苯三酸作为交联剂,制备并表征了一系列的聚苯并咪唑树脂。具体研究内容和结果如下：1、以4,4’-二氨基二苯醚作为起始原料,经过乙酰化、硝化、水解、还原（中和）等多步反应合成了3,3’,4,4’-四氨基二苯醚及其盐酸盐。为了获得较高的产率,对相关反应条件进行了优化。通过红外光谱、核磁共振氢谱等手段对产物进行了表征。2、以对氯甲苯、对甲基苯酚、氢氧化钾作为起始原料,氯化亚铜为催化剂,经过Ullmann偶联,氧化等反应合成了4,4’-二苯醚二甲酸,并进行了红外光谱和核磁表征。为了提高反应产率,对投料比、碱类型和反应时间等反应条件进行了优化。3、将3,3’,4,4’-四氨基二苯醚分别与4,4’-二苯醚二甲酸、2,5-吡啶二甲酸或2,6-吡啶二甲酸作为聚和反应的单体,氮气保护在多聚磷酸中进行聚合反应,制备了一系列新型的聚苯并咪唑。为了改善聚苯并咪唑的性质,采用不同添加比例的均苯三酸作为交联剂。对所制得的聚苯并咪唑进行红外光谱和热重分析,并对聚合物的粘度进行测试。此外,对制备的聚苯并咪唑在不同溶剂中的溶解性进行了测试。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 聚苯并咪唑类聚合物的合成方法
• 1.2.1 熔融缩聚法
• 1.2.2 溶液聚合法
• 1.2.3 母体法
• 1.2.4 亲核取代法
• 1.2.5 苯并咪唑聚合常用的单体
• 1.3 聚苯并咪唑类聚合物的改性
• 1.3.1 与其它含有柔性结构单元的物质共聚
• 1.3.2 聚苯并咪唑主链上引入磺酸基
• 1.3.3 交联反应
• 1.3.4 无机填料改性
• 1.4 聚苯并咪唑类聚合物的应用
• 1.4.1 PBI在航空航天领域中的应用
• 1.4.2 PBI在微电子领域中的应用
• 1.4.3 PBI在纤维制造中的应用
• 1.4.4 PBI作为催化剂载体
• 1.4.5 PBI在燃料电池中的应用
• 1.5 论文基本设想及研究内容
• 1.5.1 实验方法
• 1.5.2 主要工作内容
• 第二章 3,3',4,4'-四氨基二苯醚的合成
• 2.1 引言
• 2.2 实验仪器及试剂
• 2.3 实验方法
• 2.4 表征方法
• 2.5 结果与讨论
• 2.5.1 3,3',4,4'-四氨基二苯醚熔点测定
• 2.5.2 3,3',4,4'-四氨基二苯醚红外光谱分析
• 2.5.3 3,3',4,4'-四氨基二苯醚核磁共振分析
• 2.5.4 硝化反应投料比优化
• 2.6 小结
• 第三章 4,4'-二苯醚二甲酸的合成
• 3.1 引言
• 3.2 实验仪器及试剂
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 Ullmann偶联法制备4,4'-二甲基二苯醚
• 3.3.2 氧化反应
• 3.4 表征方法
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 4,4'-二甲基二苯醚熔点测定
• 3.5.2 4,4'-二甲基二苯醚红外光谱分析
• 3.5.3 4,4'-二苯醚二甲酸及中间产物核磁共振分析
• 3.5.4 反应条件优化
• 3.6 小结
• 第四章 含醚结构系列聚苯并咪唑的合成
• 4.1 引言
• 4.2 实验仪器及试剂
• 4.3 合成方法
• 4.3.1 二元单体蜂窝状聚苯并咪唑的合成
• 4.3.2 三元单体聚苯并咪唑的合成
• 4.3.3 二元单体直链型聚苯并咪唑的合成
• 4.4 表征方法
• 4.5 结果与讨论
• 4.5.1 溶解性能测试
• 4.5.2 粘度测试
• 4.5.3 热重分析
• 4.5.4 红外光谱
• 4.6 小结
• 第五章 含吡啶杂环结构系列聚苯并咪唑的合成
• 5.1 引言
• 5.2 实验仪器及试剂
• 5.3 实验方法
• 5.3.1 2,5-吡啶二羧酸为单体的聚苯并咪唑的合成
• 5.3.2 2,6-吡啶二羧酸为单体的聚苯并咪唑的合成
• 5.4 表征方法
• 5.5 结果与讨论
• 5.5.1 溶解性能测试
• 5.5.2 粘度测试
• 5.5.3 热重分析
• 5.5.4 红外光谱
• 5.6 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者及导师简介