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基于A2+B3型单体的超支化聚酰亚胺的制备及其功能化研究  
基于A2+B3型单体的超支化聚酰亚胺的制备及其功能化研究
资料类型: 暂无
关键词: 单体  超支  聚酰亚胺  制备  及其  功能  研究  
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所属学科: 高分子化学
来源: 来源网络
简介:
基于A2+B3型单体的超支化聚酰亚胺的制备及其功能化研究 陈焕,1,2 印杰1 (1上海交通大学化学与化工学院高分子材料研究所,复合材料国家重点实验室,上海200240,E-mail:jyin@sjtu.edu.cn; 2福建师范大学化学与材料学院,高分子研究所,福州350007) 超支化聚合物由于其独特的物理化学性质与简便的制备过程成为近10多年来高分子科学研究的热点[1,2]。其通常由AB2型单体或者A2+B3型单体一步法聚合而得,适合大规模工业生产。超支化聚合物的三维分子结构的外围分布着大量可反应性基团,易于进行进一步功能化。低链缠结的特性与功能基团的外围分布可使所获得的功能材料具有更高的功能活性 [1,2]。 由于含有一个氨基和两个酸酐基团,或者含两个氨基和一个酸酐基团的AB2型单体无法获得,超支化聚酰亚胺通常可由A2+B3型单体通过滴加的方法聚合而得 [3]。二酐和三胺在不同的摩尔比和滴加顺序的情况下聚合,可获得端基全为氨基或者端基全为酸酐基团的超支化聚酰亚胺。当摩尔比为1/2(氨基/酸酐:3/4)的三胺溶液缓慢地滴加入二酐溶液中进行聚合得到端基全为酸酐基团的超支化聚酰亚胺;摩尔比为1/1(酸酐/氨基:2/3)的二酐溶液缓慢地滴加入三胺溶液中进行聚合得到端基全为氨基的超支化聚合物。 为了得到同时具有良好的溶解性能与热性能的超支化聚酰亚胺,我们设计合成了一种新型三胺单体:1,3,5-三(4-氨基苯氧基)苯(TAPOB),它是由间苯三酚与4-氯硝基苯先成醚再还原硝基得到[4]。 三胺单体与通用二酐单体(6FDA, ODPA和BTDA)采用上述方法进行聚合,我们获得了具有优异溶解性能与良好热性能的超支化聚酰亚胺。所得的聚合物具有中等的分子量和较宽的分子量分布。通过模型化合物法和1H NMR分析表明,氨基端基的超支化聚合物的支化度为0.62-0.67,酸酐端基的和端基改性的聚合物的支化度为1。 对TAPOB-6FDA超支化聚酰亚胺的酸酐端基用4-氨基苯磺酸进行功能化,获得超支化聚电解质[5]。 TAPOB溶液滴加入6FDA溶液(摩尔比为1/2)进行聚合,得到端基为酸酐的超支化聚酰胺酸前聚体,然后加入4-氨基苯磺酸进行功能化,而后采用化学法进行亚胺化。所得的聚合物具有良好的热性能,外围磺酸基团的分解温度高达250-350 C,低于200 C下没有发现热失重,这正是磺化聚合物用于聚合物电解质膜的期望性质之一。 超支化聚合物应用为光敏材料具有广阔的前景[6,7]。超支化聚合物特有的紧密的分子结构与低分子链缠结的特点,作为光敏材料的高分子骨架比线性聚合物具有更大的优势,有望获得分子尺寸级分辨率的光刻图样。同时,光敏基团在外围的分布可使其具有更高的光敏性。. 通过在外围引入肉桂酸酯基团,我们获得了一种全亚胺化的超支化聚酰亚胺负性光敏材料[8]。TAPOB溶液滴加入6FDA溶液(摩尔比为1/2)聚合得到端基为酸酐的超支化聚酰胺酸前聚体,再加入4-氨基苯酚进行端基改性,而后采用化学法进行亚胺化得到端基为酚羟基的超支化聚酰亚胺。然后,聚合物与肉桂酰氯反应得到超支化聚酰亚胺光敏材料。所得的光敏材料具有良好的热性能和优异的溶解性能,能够在室温下溶于低沸点溶剂如四氢呋喃、氯仿和丙酮。365nm的紫外光刻可获得高于3nm的分辨率的清晰图样。 通过对端基为酸酐的TAPOB-BTDA超支化聚酰亚胺的端酸酐在聚酰胺酸前聚体的阶段采用o-烷基苯胺进行封端,而后化学亚胺化,得到一系列可溶性的自增感型的超支化聚酰亚胺光敏材料[9]。所得的聚合物具有优异的热性能和良好的紫外光敏性能。365nm的紫外光刻可获得高于3nm的分辨率的清晰图样。 为了进一步改善自增感型超支化聚酰亚胺光敏材料的有机溶解性能,我们采用逐步滴加聚合的方法共聚6FDA-TAPOB-BTDA,在聚合物分子骨架内引入具有良好溶解性能的6FDA结构,外围用BTDA结构包裹,再以2,6-二氨基苯胺改性其端酸酐,得到具有“核-壳”结构的共聚型超支化聚酰亚胺自增感型光敏材料[10]。与前述的自增型光敏材料相比,共聚型自增感型光敏材料在有机溶解性能上有较大的提高,其NMP和DMF溶液的固含量从8wt%提高到了15wt%以上,它们的紫外光敏性能相似。   论文来源:2003全国高分子学术论文报告会论文集
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上传时间: 2004-10-12 15:47:39
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