收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

侧链液晶聚酰亚胺的合成、表征及性能研究

范浩军  
【摘要】: 高强、高模、高尺寸稳定性和加工性能优良的聚酰亚胺薄膜材料在航天航空、国防军工、电机电器、电子通讯等高新技术产业显示着广阔的应用前景。本文在总结前人研究工作的基础上,首次提出了分子组装、侧链液晶原位复合自增强聚酰亚胺(PI)的新概念。围绕这一主题,确定了引入液晶基元侧链的两条路线:大分子反应路线和二胺单体路线。 在大分子反应体系中,合成了两种含羟侧基的二胺单体(2,4-二氨基苯酚和1,3-二(4-氨基-苯氧基)-2-丙醇)和两类含环氧端基的液晶化合物(单官能度环氧联苯液晶化合物MEC和单官能度芳酯液晶化合物MEAE),并对其组成和结构进行了表征。利用聚酰亚胺主链上羟侧基与液晶化合物环氧基的反应,制备了两类侧链液晶基元不同的侧链液晶原位复合自增强的新型PI薄膜材料。文中对羟侧基和环氧基的开环反应进行了模拟,并对大分子的反应程度及其影响因素进行了较详细的研究。 在二胺单体路线合成侧链液晶聚酰亚胺的体系中,合成了含液晶基元侧链的二胺单体—3,5-二氨基苯甲酸-4’-联苯酯,通过和其它二胺单体与芳族四羧酸二酐的共聚制备了侧链型和组合型液晶原位复合自增强的两类新型PI薄膜材料,考虑到二胺的活性和侧基的空间位阻效应对聚酰胺酸(PAA)形成反应的影响,实验中采用了分批投料法确保了高分子量PAA的形成。 通过计算机模拟技术和侧链液晶聚合物分子工程技术相结合,对形成液晶相的PI主链的分子结构进行了设计和模拟。差示扫描量热分析(DSC))、热台偏光显微镜和宽角X—衍射(WAXD)等技术对所形成的侧链液晶PI的晶相织构进行了表征,结果表明:当刚性的液晶基元不通过柔性间隔基元而直接悬挂于半刚性的芳杂环主链上时,相对柔软的主链更有利于侧链液晶相的形成;大分子反应制备的含柔性间隔基的侧链液晶PI和主、侧链均含液晶基元的组合型液晶PI能形成有序度较高的层状近晶相织构;刚性的联苯液晶基元直接悬挂于PI主链上,主链屈服于刚性液晶基元的作用而采取扁平构象并与液晶基元的指向矢垂直,只能形成有序度较低的向列相NI织构。实验结果和计算机模拟结果有很好的一致性。 曰川允矽协*吵修恃义 对侧链液晶聚酞亚胺液晶性的研究表明:主链的刚性、柔性间隔基元的存 在与否、侧链液晶基元的类型和侧链液晶基元的含量均对侧链液晶相的形成和 类型产生较大影响;主链的刚性和聚酷胺酸(PAA)中间体的分子量是影响侧链 液晶聚酞亚胺液晶热稳定性的主要因素;在清亮点温度附近进行拉伸、电场极 化或淬火(或退火),均能有效地促进侧链液晶基元的取向,进而通过分子组装 技术提高 PI的力学性能、耐热性和尺寸稳定性。 对侧链液晶聚酞亚胺的性能研究表明,主链的刚性、分子量和恻链液晶基 元的含量是影响PI f膜力学性能的重要因素;侧链液晶相的形成而产生的原位 复合自增强作用可使PI膜的拉伸强度最大可提高2.7倍,模量提高3.0倍; 热膨胀系数最大可降低 40%;相对柔软的 PI主链和相对高的侧链液晶基元分 于长径比(L/d)能更有效地提高 PI的力学性能。在玻璃化转变温度和清亮点 温度间淬火或拉伸过程中通过侧链液晶基元分子自组装形成有序度较高的微纤 (取向)结构是力学性能和尺寸稳定性能增幅的内在原因;TGA和DSC研究 表明,二类侧链液晶 N5%的热失重温度均高于520℃:液晶相区间温度为 230~290℃,均显示出了较优良的耐热性能和液晶热稳定性能。共聚和侧链液 晶基元的引人降低了聚酞亚胺主链的对称性和规整性,所形成的侧链液晶聚田 亚胺均能溶解在常用的极性非质子有机溶剂中,显现出良好的成型加工性能。 在半刚性的芳杂环主链上引入液晶基元侧链并实现了侧链液晶基元有序结 构的形成与控制,不仅增加了侧链液晶聚合物的种类,丰富了PI合成化学内容, 而且揭示出了芳杂环聚合物多层次微观聚集态结构与宏观物理和化学性质之间 的本质联系;更重要的是在不牺牲耐热性能的前提下,通过分子自组装技术提 高了PI的力学性能和尺寸稳定性能,改善了加工性能,为其它芳杂环类聚合物 的高性能化及功能化提供了理论借鉴。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 何流,张树范,漆宗能,王佛松,魏龙,王文华;手性丙烯酸酯侧链液晶共聚物的正电子湮没寿命谱研究[J];高分子材料科学与工程;1998年02期
2 杜宝石,李自法;含T型二维液晶基元的液晶高分子之WAXD研究[J];郑州大学学报(自然科学版);1995年02期
3 毛建国;高分子液晶[J];现代化工;1997年02期
4 孙萃玉,翁家宝,郑雪琳,刘成峰,曹胜光;过渡金属的液晶基元配合物纳米胶束的自组装[J];精细化工;2004年01期
5 李冬梅,郑玉斌,段久芳,徐亮,杜杰;新型液晶共聚酯的合成与表征[J];化工新型材料;2004年11期
6 王久芬;徐宏妍;常丽;;聚乙烯醇侧链液晶高分子的合成与表征[J];高分子材料科学与工程;2005年06期
7 由英才,王彦利,张保龙,杜宗杰;主链柔顺性对侧链液晶聚合物液晶性能的影响[J];高分子材料科学与工程;2000年04期
8 张惠珍,苏恺,李秀错;侧链液晶高分子合成方法进展[J];河北化工;2001年02期
9 张宏元,高建宾,陶永杰;液晶基元对聚氨酯弹性体力学性能的影响[J];粘接;2003年04期
10 马静,宣英男,周雪松,黄勇;新型复合型纤维素衍生物液晶的研究进展[J];高分子材料科学与工程;2005年04期
11 吴利平,朱军,石可瑜,张鹏,郭先芝,何尚锦,杜宗杰,张保龙;新型光取向液晶聚合物的制备及其性能表征[J];高等学校化学学报;2005年09期
12 潘其维;范星河;陈小芳;周其凤;;六面体倍半硅氧烷(POSS)杂化材料[J];化学进展;2006年05期
13 焦杨;纪小妹;邢华;董晓明;魏杰;;胆甾液晶高分子的研究及信息领域的潜在应用[J];信息记录材料;2008年05期
14 章园园;程伏涛;徐吉翔;俞燕蕾;;间隔基长度不同的偶氮苯单体的合成与表征[J];复旦学报(自然科学版);2010年03期
15 孙萃玉;;过渡金属配合物的合成、表征及纳米胶束自组装[J];广州化学;2010年03期
16 孙萃玉;;铜配合物的合成、表征及纳米胶束自组装[J];河南化工;2011年06期
17 李自法,张子勇,付向阳,周其凤;含X-型和棒型两种液晶基元的主链型系列芳族共聚酯的研究[J];高分子学报;1992年05期
18 郑世军,李自法,李磊,张淑媛,韩朝晖,周其凤;含T-型和棒型两种液晶基元的主链型液晶共聚酯的合成和表征[J];高分子学报;1997年03期
19 周其凤;刚性链侧链型液晶高分子(甲壳型液晶高分子)研究进展[J];高分子通报;1999年03期
20 周其凤;“甲壳型”液晶高分子研究进展[J];中国科学基金;1994年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张晓静;张淑媛;杨海隆;韩喜妞;孙家书;;含X-型二维液晶基元和反式-4,4'-双(4-羟基苯基偶氮)二苯并-18-冠-6冠醚环液晶共聚酯的合成与表征[A];2010年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会(暨第十一次全国高分子液晶态与超分子有序结构学术论文报告会)会议论文集[C];2010年
2 谢鹤楼;张海良;陈尔强;;主链具有“甲壳”效应且侧链含有偶氮液晶基元的主/侧链结合型液晶高分子[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
3 周丹;谌烈;周魏华;李璠;贺晓慧;陈义旺;;不同末端基取代三联苯液晶聚乙炔的合成与性质[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
4 周其凤;;甲壳型液晶高分子研究回顾与展望[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
5 刘嘉浩;余振强;刘鲁梅;陈尔强;唐本忠;;侧链带手性液晶基元的聚炔的合成及表征[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
6 余振强;朱才镇;刘剑洪;Lam Jacky W.Y.;赵可清;唐本忠;;侧链含苯并菲盘状液晶基元的侧链液晶聚炔的相行为[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
7 余振强;朱才镇;刘剑洪;陈尔强;Lam Jacky W.Y.;唐本忠;;具有不同液晶基元的双取代聚炔的相转变与相结构[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
8 卜腊菊;屈瑶;闫东航;耿延候;王佛松;;基于单分散齐聚(芴-alt-联二噻吩)液晶基元的Coil-Rod-Coil三嵌段共聚物的合成及聚集态结构研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
9 朱性齐;陈尔强;;含偶氮苯液晶基元的侧链液晶高分子及其嵌段共聚物的合成、表征及相行为研究[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
10 钱立军;董宇平;;含磷酰杂菲基团的联苯型液晶共聚酯的液晶性研究[A];2008年全国阻燃学术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张振琳;含共轭液晶基元的甲壳型液晶聚合物的设计合成与性能研究[D];燕山大学;2011年
2 谢敏莉;聚乙烯亚胺系侧链液晶高分子的合成表征及吸附性能研究[D];武汉理工大学;2008年
3 谌烈;液晶共轭聚合物的分子设计与结构表征[D];南昌大学;2009年
4 陈敏智;液晶材料的结构与动力学研究[D];南京大学;2011年
5 程伏涛;高性能光致形变液晶高分子及其智能器件的制备与研究[D];复旦大学;2010年
6 范浩军;侧链液晶聚酰亚胺的合成、表征及性能研究[D];四川大学;2001年
7 王海涛;几类非常规液晶材料的合成与液晶态结构[D];吉林大学;2008年
8 童永芬;多臂支化液晶嵌段聚合物电解质及其固态锂离子电池[D];南昌大学;2013年
9 刘建强;LMH及LMH超分子纳米复合材料的制备和性质研究[D];山东大学;2006年
10 高宗永;液晶环氧低聚物的合成及其改性热固性树脂的研究[D];复旦大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王果;两类新型含偶氮苯液晶基元的甲壳型液晶高分子的合成和表征[D];湘潭大学;2010年
2 彭红霞;含三联苯液晶基元的甲壳型聚乙炔的合成与性能研究[D];南昌大学;2011年
3 王兴宁;偶氮液晶基元封端聚氨酯及与PP复合材料的结构与性能[D];东北林业大学;2011年
4 舒翔;不同主链和侧基液晶基元连接方式的改变对聚合物液晶行为的影响研究[D];湘潭大学;2012年
5 孙萃玉;液晶基元纳米柱胶束的分子设计,构建和结构表征[D];福建师范大学;2004年
6 汪存东;聚丙烯酸酯侧链液晶高分子的合成与表征[D];中北大学;2005年
7 岳俊秋;液晶功能化的超支化聚酯的合成、表征及性能研究[D];四川大学;2006年
8 艾海东;树枝状液晶大分子的合成与表征[D];中南大学;2009年
9 陈礼;基于β-环糊精的液晶大分子的合成及其相行为的研究[D];湘潭大学;2010年
10 李建波;串型含氟液晶高分子的合成以及超临界CO_2在其中的应用研究[D];郑州大学;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978