基于三氟苯乙烯类聚合物的合成、表征及性能测试

摘要

含氟聚合物相对于其他非含氟聚合物具有一些特殊的性能，如优异的热稳定性和化学稳定性、良好的机械性能、较强的抗氧化性和防老化性、较低的可燃性和独特的化学表面性能，使得含氟聚合物在国防军工、高性能材料以及高新科技领域中都有不可替代的作用。
　　本论文合成了一系列的三氟苯乙烯类化合物，以对溴苯酚、苯硼酸、4-羧基苯硼酸、溴代三氟乙烯为原料经过一系列反应分别制备了1-(1,2,2-三氟乙烯基)-4-(1,2,2-三氟乙氧基）苯、α,β,β－三氟苯乙烯、4-(1,2,2-三氟乙烯基)苯甲酸乙酯，这些化合物的结构经过1H NMR、19F NMR、FT-IR光谱得到表征和确认。
　　我们采用乳液聚合的方法将制备的三氟苯乙烯类化合物进行聚合，并得到了一系列的聚合物，其中以α,β,β－三氟苯乙烯为单体经过两种乳液聚合方法制备了聚合物C1，以4-(1,2,2-三氟乙烯基)苯甲酸乙酯为单体制备了聚合物C2，以α,β,β－三氟苯乙烯和4-(1,2,2-三氟乙烯基)苯甲酸乙酯为单体共聚得到聚合物C3，以α,β,β－三氟苯乙烯、1-(1,2,2-三氟乙烯基)-4-(1,2,2-三氟乙氧基）苯为单体得到共聚物C4，以α,β,β－三氟苯乙烯、1-(1,2,2-三氟乙烯基)-4-(1,2,2-三氟乙氧基）苯、4-(1,2,2-三氟乙烯基)苯甲酸乙酯为单体共聚得到了聚合物 C5，以1-(1,2,2-三氟乙烯苯)-4-(1,2,2-三氟乙氧基）苯、4-(1,2,2-三氟乙烯基)苯甲酸乙酯为单体共聚得到了聚合物C8,这些聚合物的结构经过1H NMR、19F NMR、FT-IR光谱得到了表征和确认。这些聚合物的热重分析表明这些聚合物5％热失重的温度范围大致在323-344℃，10%热失重是在337-359℃之间，表明这些三氟苯乙烯类聚合物都具有较高的热稳定性，可用于耐高温材料。
　　我们将聚合物 C2和 C3分别水解得到含羧酸基团的聚合物 C6和C7，将这两种聚合物制成膜后测定了其质子传导率，在20～100℃范围内，C6和 C7的质子传导率分别在1.22～2.64×10-3 S/cm和1.96～2.66×10-3 S/cm之间，并且随着温度的升高而逐渐升高。此外， C6和C7具有良好的氧化稳定性,室温下在Feton’s试剂中1 h和2 h后残余质量都在99%以上，膜的破裂时间大于24小时。这两种聚合物的结构1H NMR、19F NMR、FT-IR光谱得到表征和确认。

目录

声明

第一章 含氟聚合物的研究概述

1.1含氟聚合物的研究概述

1.2 含氟聚合物的发展情况

1.3 含氟聚合物的合成方法

1.4 含氟聚合物在质子交换膜材料方面的应用

1.5 三氟苯乙烯和取代三氟苯乙烯的制备

1.6 全氟环丁烷（ PFCB）型聚合物的概述

1.7 本课题的提出

第二章 基于三氟苯乙烯类化合物的设计和合成

2.1 三氟苯乙烯类聚合物分子的设计

2.2 目标分子A1的反合成分析

2.3 单体的制备

2.4 聚合物的制备

2.5 交联聚合物的合成探索

2.6 羧酸聚合物的制备

第三章 聚合物的性能测试

3.1 测试方法和仪器

3.2 测试结果讨论

第四章 实验部分

4.1 实验试剂与仪器

4.2 实验部分

第五章 全文总结

化合物结构一览表

参考文献

致谢