带极性侧基的聚对苯撑苯并噁唑的合成与表征

摘要

为了改善聚对苯撑苯并噁唑(PBO)的溶解熔融性能、研究其光学性能，设计并合成了2个侧基带有氯和氟原子的强极性基元的聚对苯撑苯并噁唑类聚合物PBTCO和PBTFO。 首先，设计并合成了聚合所需的三个单体4，6一二氨基间苯二酚盐酸盐(DADHB)、4-氯代-苯基-双吲哚-对苯二甲酸(TCTA)和4-氟代-苯基-双吲哚．对苯二甲酸(TFTA)，缩合聚合得到了3个聚合物PBO、PBTCO和PBTFO。单体通过FT-IR、<'1>HNMR和<'13>CNMR．确定了结构，聚合物通过FT-IR进行了确定。 其次，对PBTCO和PBTFO充分处理后，发现PBTCO和PBTFO能够部分溶解在DMF中，成功的改善了聚对苯撑苯并噁唑类聚合物在常用溶剂中的溶解性。对于可溶于DMF的聚合物PBTCOD和PBTFOD和不溶于DMF的聚合物PBTCOM和PBTFOM分别进行了表征。PBTCOD和PBTFOD的DSC图上均出现熔融峰，在此温度上通过偏光显微镜观察到PBTCOD和PBTFOD分别熔融后进入了液晶态，并得到了液晶态双折射的照片。通过粘度法测定PBTCOM和PBTFOM的分子量，结果表明所得到的PBTCOM和PBTFOM具有较大的分子量，满足材料应用的要求。 通过GPC测定了PBTCOD和PBTFOD的分子量，它们均具有很大的分子量和较窄的分子量分布。热分析表明其5％的失重温度较PBO有一定程度的下降，但仍然在300℃以上，满足作为一般光电材料的要求。最后对合成的聚合物的光学性质进行了研究。测得了PBTCOD和PBTFOD的量子效率分别为0．51和0．18。在同等浓度下，PBTCOM和PBTFOM与PBO相比，荧光发射强度明显增大，但依然存在较强的浓度淬灭效应。与PBTCOD相比，PBTFOD的浓度淬灭效应明显降低。随着浓度的增加，由于聚集态造成的红移峰增强，PBTFOD溶液的荧光由蓝光变为近白光。其固体膜也显示一个宽的近白光发射峰，表明PBTFOD有望在照明发光材料领域中得到应用。

目录

文摘

英文文摘

引言

第一章 文献综述及课题提出

1.1高性能纤维的现状及研究进展

1.1.1芳族聚酰胺纤维

1.1.2碳纤维

1.1.3高强高模的聚乙烯纤维

1.1.4聚芳酯纤维

1.2有机发光材料的研究进展

1.2.1有机电致发光的发展历史和特点

1.2.2有机电致发光基本原理

1.2.3聚合物电致发光材料

1.3 PBO纤维的结构及性能

1.3.1 PBO纤维的力学性能

1.3.2 PBO纤维的耐热性能

1.3.3 PBO纤维的阻燃性

1.3.4 PBO纤维的尺寸稳定性

1.3.5 PBO纤维的耐化学稳定性

1.3.6 PBO纤维的光学性质

1.4 PBO纤维的应用

1.5 PBO纤维的研究进展

1.5.1 PBO纤维的开发背景及研究现状

1.5.2 PBO纤维合成方面的研究进展

1.6 PBO纤维国内研究现状

1.7 PBO纤维存在的问题

1.7.1单体制备及保存的成本高、难度大

1.7.2 PBO的溶解性能差

1.7.3 PBO纤维的压缩性能及与其它树脂粘结能力差

1.8研究意义、内容及方法的确定

第二章 原料试剂纯化和实验仪器

2.1原料和试剂

2.2原料和试剂的纯化

2.3实验所用仪器

2.4各种分析仪器

第三章 PBO的合成与表征

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1 4,6-二氨基-1，3间苯二酚盐酸盐(DADHB)的合成与表征

3.2.2 PBO的合成与表征

3.3结果与讨论

3.3.1 PBO的红外光谱分析

3.3.2粘度法测其特性粘数

3.3.3紫外性能表征

3.3.4不同浓度PBO溶液的荧光性能表征

3.4本章总结

第四章 PBTCO的合成与表征

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1 4,6-二氨基-1，3间苯二酚盐酸盐(DADHB)的合成与表征

4.2.2 2-(4，5，6，7-四氯-1，3-双氧代-1，3二吲哚-)对苯二甲酸(TCTA)的合成与表征

4.2.3 PBTCO的合成与表征

4.3结果与讨论

4.3.1 PBTCO-MSA的表征和分析

4.3.2 PBTCO-DMF的表征和分析

4.4本章总结

第五章 PBTFO的合成与表征

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1 4,6-二氨基-1，3间苯二酚盐酸盐(DADHB)的合成与表征

5.2.2 TFTA的合成与表征

5.2.3 PBTFO的合成与表征

5.3结果与讨论

5.3.1 PBTFO-MSA的表征和分析

5.3.2 PBTFO-DMF的表征和分析

5.4本章总结

第六章 PBO、PBTCO、PBTFO各项性能的比较

6.1分子量

6.2热稳定性

6.3 DSC

6.4紫外-可见光光谱

6.5荧光发射光谱

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致 谢