新型含嘧啶核的超支化聚酰亚胺的制备与表征

第4 l卷，第5期2 0 1 3年 5月

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d o i: l O . 3 9 6 9 0 . i s s n . 1 0 0 1 - 3 5 3 9 . 2 0 1 3 . 0 5 . 0 0 4

新型含嘧啶核的超支化聚酰亚胺的制备与表征卓龙海，寇开昌，吴广磊，晁敏。( 1 .西北工业大学理学院，西安 7 1 0 1 2 9; 2 .长安大学材料科学与工程学院，西安 7 1 0 0 6 4 )

摘要：采用 3, 3 r, 4, 4 ' -二苯甲酮四酸二酐 ( B T DA )为A 2型单体， 2, 4, 6一三氨基嘧啶 ( T A P )为B B:型单体，通过控制 B T DA和 T A P的比例制备了一系列含有嘧啶核的超支化聚酰亚胺 ( HB P I )。采用傅立叶变换红外光谱、核磁共

振、热失重分析和溶解性测试对合成的 H B P I进行了结构表征和性能研究。结果表明，合成的新型含嘧啶核的 H B P I 在强极性非质子溶剂中具有良好的溶解性；新型 HB P I的耐热性能比普通聚酰亚胺有所降低，但仍具有较为优异的耐热性能。

关键词：超支化聚酰亚胺； 2, 4, 6 .三氨基嘧啶；嘧啶；可溶；凝胶

中图分类号： TQ 3 2 3 . 7

文献标识码： A

文章编号： 1 0 0 1— 3 5 3 9 ( 2 0 1 3 ) 0 5— 0 0 2 1— 0 5

S y n t h e s i s a n d Ch a r a c t e r i z a t i o n o f No v e l Py r i mi d i n e Nu c l e u s - Co n t a i n i n g Hy p e r b r a n c h e d Po l y i mi d e sZ h u o L o n g h a i , Ko u Ka i c h a n g , Wu Gu a n g l e i‘,Ch a o Mi n( 1 . De pa r t me n t o f Ap p l i e d Ch e mi s t r y,S c h o o l o fS c i e n c e,No gh we s t e m Po l y t e c h ni c a l Un i v e r s i t y, Xi’a n 71 0 1 2 9,Ch i n a;

2 . S c h o o l o f Ma t e r i a l s S c i e n c e a

n d E n g i n e e r i n g, C h a n g’ a n U n i v e r s i t y, Xi’ a n 7 1 0 0 6 4, C h i n a ) Abs t r a c t: A s e r i e s o f n o v e l p y r i mi d i n e n u c l e u s— c o n t a i n i n g h y p e r b r a n c h e d p o l y i mi d e s we r e s u c c e s s f u l l y p r e p a r e d b y

c h a n g i n g mo n o me r mo l a r r a t i o s u s i n g 3, 3 , 4, 4 b e n z o p h e n o n e t e t r a— c a r b o x y l i c d i a n h y d r i d e ( B T D A) a s A2 mo n o me r a n d 2, 4, 6 - t r i a mi n o p y r i mi d i n e ( T AP ) a s B B 2 mo n o me r . T h e o b t a i n e d HB P I’ s t r u c t u r e s a n d p e r f o r ma n c e we r e c h a r a c t e r i z e d b y F o u r i e rt r a n s f o r m i n ra f r e d s p e c t r o s c o p y, n u c l e a r ma g n e t i c r e s o n a n c e, t h e m a r l g r a v i me r t i c a n a l y s i s a n d s o l u b i l i t y t e s t . Th e r e s u l t s s h o w t h a t t h e n o v e l HBP I i s h i g h l y o r g a n o s o l u b l e i n s t r o n g p o l r a a p r o t i c s o l v e n t s . Th e t h e r ma l p r o p e r t i e s o f t h e n o v e l HBP I d e c r e a s e r e l a t i v e t on o r ma l p o l y i mi d e, b u t t h e HBP I s t i l l e x h i b i t g o o d t h e m a r l s t a b i l i t y . Ke y wo r d s: h y p e r b r a n c h e d p o l y i mi d e s;

2, 4, 6 - t r i a mi n o p y r i mi d i n e; p y r i mi d i n e; s o l u b l e; g e l

聚酰亚胺 ( P I )是指大分子主链中含有酰亚胺

严格控制反应条件才能避免，限制了 HB P I的大批

环的一类高聚物，具有突出的热稳定性和耐热老化性能，优异的高温力学性能、电性能、耐化学药品性及耐辐射性能，广泛应用于微电子、航空、航天以及

量生产。根据 F l o r y的A + B 型单体聚合发生凝胶化作用的理论[ 1 2 - 1 3],只要在反应过程中 A官能团和B官能团二者之一的活性发生变化就能有效避免凝

空间飞行器等高技术领域[ 1 。但是， P I由于分子链刚性大、分子间作用力大而难以溶解和熔融，给加工成型带来很大困难，因而如何改善 P I的加工性能一

胶化的发生。因此，由A + B 型单体发展而来的由 A 2+ B B:型单体制备 H B P I逐渐成为 P I改性的一个重要研究方向。笔者采用 A型酸酐单体 3, 3 , 4, 4, _二苯甲酮四酸二酐 ( B T DA )与含嘧啶核的 B B,型

直是 P I研究的一个热点。

少、规整度低、含有大量末端基团、黏度低等优点，

与线性结构相比，超支化结构具有分子链缠结三胺单体 2, 4, 6 .三氨基嘧啶 f T A P )进行缩聚，成功地制备了一系列含不同端基比例的 H B P I,并对其结构与性能进行了系统的分析。 1实验部分1 . 1原材料

使超支化聚合物通常具有良好的溶解性和优异的可加工性。超支化聚酰亚胺[ 7 ( H B P I 1的研究起源

于1 9 9 9年，超支化结构的引入在保持线性 P I优异性能的基础上，使其具有优异的可加工性、良好的溶解性和低黏度等特性 l 8]。H B P I主要通过 A B 型单体或 A:+ B,型单体缩聚制备[ 9 - 1 1] 0在采用+ B 型单体缩聚制备 H BP I过程中容易出现凝胶化，需要

T A P:质量分数2 9 9%,上海嘉辰化工有限公联系人：卓龙海，在读博士，主要从事双马来酰亚胺与可溶性聚酰亚胺的研究收稿日期： 2 0 1 3 . 0 2— 1 5