高耐热可溶性含氟含吡啶环聚芳酰胺的制备及性能研究

摘要

以4-三氟甲硫基苯甲醛和4-硝基苯乙酮为原料,设计合成一种新型二胺单体—4-(4-三氟甲硫基苯基)-2,6-双(4-胺基苯基)吡啶(FTPAP),通过傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)和质谱(MS)等对二胺单体进行结构表征.将FTPAP分别与1,4-萘二甲酸(NDA)、4,4-二苯醚二甲酸(CPBA)、对苯二甲酸(PTA)通过Yamazaki膦酰化法制备一系列含吡啶环及大侧基三氟甲硫基苯基非共平面结构新型可溶性聚酰胺(PA).采用FTIR,~1H-NMR等对PA进行结构表征.凝胶渗透色谱(GPC)数据显示PA具有较高的分子量和低的分散系数,相对分子量在9.30×10~4~1.26×10~5之间,分散系数范围为1.12~1.33.结果表明:PA具有优异的溶解性能,在室温条件下可以溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等高沸点有机溶剂中,甚至在加热条件下能部分溶解于低沸点四氢呋喃(THF)、氯仿(CHCl_3)溶剂中.PA呈现出优异的热稳定性和光学性能,聚合物玻璃化转变温度(T_g)在285~325°C之间;在氮气氛围中5%和10%热失重时的温度范围分别为396~435°C和430~490°C,且残炭率都在70%以上;聚合物截止波长(λ_(cutoff))范围为369~384 nm,80%透过率(λ_(80%))的波长范围为440~478 nm;广角X射线图谱表明聚合物为无定型结构.此外,PA薄膜具有良好的力学性能,其拉伸强度43.2~95.0 MPa,杨氏模量0.90~1.39 GPa,断裂伸长率3.3%~8.8%.