原子转移自由基聚合合成UV可交联型聚酰亚胺及其性能研究

摘要

光敏聚酰亚胺除了具备机械强度高、良好的热稳定性、化学稳定性、耐辐射、电绝缘性、阻燃性、低介电常数等优异性能之外还兼具感光性能。本文以侧基为氯甲基的聚酰亚胺作为大分子引发剂,引发光敏性酯化查尔酮单体进行 ATRP聚合,设计合成一系列UV可交联型接枝聚酰亚胺。
　　利用Claisen-Schmidt缩合反应,以NaOH为催化剂合成4-羟基查尔酮(HSPK),并与甲基丙烯酰氯进行取代反应,合成适用于 ATRP反应的单体酯化查尔酮MSPK。HSPK和MSPK结构经FT-IR、1HNMR和UV-Vis进行表征。
　　以PI为原料,氯甲基甲醚为氯甲基化试剂,SnCl4为催化剂,通过氯甲基化反应在PI侧链引入活性基团氯甲基CH2Cl,通过改变氯甲基甲醚加入量和反应时间控制CMPI的氯甲化率,合成氯甲基化率为50％和95%的两种CMPI,作为ATRP反应的大分子引发剂。两种聚合物的结构通过1H NMR,FT-IR进行表征。
　　以50%、95%CMPI作为大分子引发剂,以CuCl和bpy作为催化剂,引发MSPK发生ATRP反应,合成侧链上含有查尔酮结构的光敏性接枝聚酰亚胺PI-gPMSPK,并探讨引发剂、配位剂、反应温度和反应时间对ATRP聚合的影响,通过FT-IR、1HNMR对产物的结构进行表征。该ATRP反应最适催化体系为CuCl/bpy,最适反应温度为100℃,单体转化率随氯甲基化率的增大和反应时间增长而增大。该ATRP反应呈一级动力学反应,分子量随转化率呈线性增长,具有活性聚合的特征。
　　制得的聚合物具有良好的光敏性,在紫外光照射下分子之间发生光交联反应,其最大光交联程度可达到80.12%。聚合物具有良好的溶解性,可溶于CHCl3、THF、DMF、DMAc等多种有机溶剂,但光交联之后不溶于任何有机溶剂。聚合物具有良好的热性能,Tg大于121.6℃,起始热分解温度大于210℃。

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第1章 绪 论

1.1 可光交联型聚酰亚胺

1.2 原子转移自由基聚合(ATRP)

1.3 ATRP在PI接枝聚合物合成上的应用

1.4选题意义与路线

第2章 酯化查尔酮的合成与表征

2.1 引言

2.2实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第3章 原子转移自由基聚合合成光敏聚酰亚胺

3.1 引言

3.2实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第4章 光敏聚酰亚胺性能测试

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3结果与讨论

4.4 本章小结

结 论

参考文献

致谢

附录A：攻读硕士学位期间发表的论文及学术成果