具有支化结构的新型聚酰胺的合成与表征

摘要

近年来，具有支化结构的聚酰胺，如超支化聚酰胺和柱状树枝化聚酰胺等，由于独特的结构与性能而受到广泛关注。由于支化结构的存在，聚合物表现出良好的溶解性、流变性及强化学反应性等特点，在涂料、催化剂、液晶材料、医用生物材料以及纳米器件等领域显示出诱人的前景。但是这种支化结构的聚酰胺在合成工艺方面还需要深入探索：超支化聚酰胺可通过A2+B3双单体加料方式合成，尽管工艺简单，但极易出现交联；柱状树枝化聚酰胺合成步骤繁锁，产率较低导致成本很高。如果通过工艺优化与改进，形成规模的产量，将对聚酰胺工业的发展产生深远的影响。 针对上述两种不同结构的聚酰胺的合成缺陷，本文开展了以下工作：1)A2+B3方式制备超支化聚酰胺的工艺优化；2)采用简便的方法合成柱状树枝化聚酰胺。具体如下： 1.在A2+B3双单体体系中，采用两种手段进行工艺优化：通过选用一系列脂肪和芳香族单体，采用N,N'-羰基二咪唑(CDI)为活化剂制备超支化聚酰胺；通过在A2+B3双单体体系中引入AB单体，制备可溶性芳香共聚聚酰胺。采用IR、1HNMR等手段对上述超支化产物和共聚产物进行表征，并对共聚工艺条件及共聚行为进行了初步研究。 研究表明，CDI为活化剂可制备非交联的可溶性超支化聚酰胺，CDI较TPP/吡啶具有以下优点：反应灵活性大、反应可控性强、产物端基修饰工艺简单、产物后处理工序简单、污染小。此外，通过对A2、B3和AB的共聚反应研究可知，随着AB的加入，体系的交联情况得到改善，产物的结构和性能与三种单体的比例有关。共聚反应中，由于单体官能团数目差异，AB单体在反应初期不参与反应，而是随反应时间延长而逐步参与到共聚反应中。 2.采用简便方法合成柱状树枝化聚酰胺。采用简便、不需保护/去保护措施的方法合成带有树枝化酰胺单元的二元酸，并通过该大分子单体与4,4'-二氨基二苯醚进行缩聚反应，制备出结构规整的柱状聚酰胺。通过多种手段对产物的结构与性能进行表征，并在理论上进行初步探讨。 对柱状树枝化聚酰胺的研究表明：全芳香柱状树枝化聚酰胺的溶解性随着侧链树枝化单元代数增加而增加，其玻璃化转变温度在182-188℃。该类聚合物表现出两个热分解阶段，并显示出良好的热稳定性。 采用上述方法合成超支化聚酰胺和柱状树枝化聚酰胺，解决了目前工艺中存在的一些问题，且工艺简便、高效，具有良好的工业化前景。

目录

文摘

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第一章绪论

第二章A2+B3体系制备超支化聚酰胺

第三章采用简便方法合成全芳香柱状树枝化聚酰胺

结论

参考文献

致谢

附录 攻读硕士期间所发表的论文