聚亚苯基苯并二噁唑缩聚反应动力学

以4,6-二氨基间苯二酚磷酸盐(DAR.2HP3O4)和对苯二甲酸(TA)为原料经非均相逐步缩聚反应制得聚亚苯基苯并二噁唑(PBO)。该反应可分为溶解控制(齐聚合)、反应动力学控制(预聚合)以及高分子链段扩散控制(后聚合)3个阶段。探讨了各阶段的反应过程,并对PBO预聚合反应动力学进行了研究。结果表明:其动力学符合不可逆二级反应机理,反应活化能为51.9 kJ/mol。     

纳米钛酸钡负载还原氧化石墨烯/PBO纳米复合材料的制备和性能

利用溶剂热法制备了纳米钛酸钡（BT）负载还原氧化石墨烯（RGO）纳米粒子（RGO-BT）。透射电子显微镜照片显示BT纳米粒子直径为20~30 nm。采用叔丁基二甲基氯硅烷（TBS）预处理保护4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐（DAR）后再与对苯二甲酰氯冷凝聚合制备聚亚苯基苯并二噁唑（PBO）前驱体（TBS/prePBO）,并通过溶液浇注法及逐步升温关环热处理两步法制备了RGO-BT/PBO三元复合材料薄膜。当RGO-BT质量分数达到10%时,复合材料膜的拉伸强度和杨氏模量较纯PBO薄膜的相应值分别提高84%和200%。高介电BT纳米粒子和RGO纳米薄层界面极化的协同作用可大幅提高复合材料的介电性能。当RGO-BT的质量分数为10%时,复合材料介电常数为纯PBO介电常数的近15倍,未来此种高介电材料有望作为耐高温高储能密度材料用于极端环境下的紧凑储能元器件中。     

低介电损耗苯并噁唑复合材料的合成与表征

对介孔二氧化硅SBA 15进行氨基官能团化,制得NH2-SBA-15,通过溶液缩聚合成了一系列具有不同SBA-15质量分数的聚亚苯基苯并二噁唑/SBA-15（PBO/SBA- 15）复合材料。利用红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TG）和矢量网络分析仪（VNA）分别对复合材料的结构、微观形貌、热性能和电磁性能进行了表征与分析,研究了SBA-15对PBO/SBA-15复合材料介电参数的影响。研究表明：经过氨基官能团化之后,SBA-15能够均匀地分散在PBO基体中;当复合材料中SBA-15的质量分数小于8%时,PBO/SBA-15复合材料仍然保持着PBO优异的热稳定性;介孔二氧化硅SBA-15能够有效地降低PBO/SBA-15复合材料的复介电常数和介电损耗角正切,减弱PBO/SBA-15复合材料对电磁波的介电存储和损耗能力,使PBO/SBA-15复合材料表现出低介电损耗的性能。     

氮离子注入表面改性PBO薄膜及其性能

利用70 keV能量的氮离子对聚苯并二噁唑(PBO)薄膜进行常温下离子注入表面改性,注入剂量(每平方厘米注入的氮离子数)从1×10¹⁵ N⁺/cm²到5×10¹⁶N⁺/cm²。采用红外(FT-IR)、拉曼(Raman)、光电子能谱(XPS)及原子力显微镜(AFM)对其表面结构、组成及形貌进行了表征。研究了氮离子注入剂量对PBO薄膜表面结构与性能的影响。结果表明:注入氮离子后,薄膜表面发生化学键的断裂和交联,近表面区域发生碳化。随氮离子注入剂量的增加,表面粗糙度增加,表面接触角从93°降低到60°,表面润湿性提高了35%,电导率提高到5.7×10^-9 S/cm,比纯PBO薄膜增加了3个数量级。     

含亚甲基链段苯并二嗯唑类聚合物的合成、表征及性能

通过溶液缩聚的方法合成了一系列含有不同长度亚甲基链段的聚苯并羟基酰胺(PHACx),然后在200～300 ℃下环化脱水制备了相应的聚多亚甲基苯并二唑(PBOCx),并对其结构进行了表征,探讨了聚合物的溶解性、热性能和光物理性能.研究表明:在主链上引入亚甲基提高了苯并二唑类聚合物在有机溶剂中的溶解性,其中PBOC3 和PBOC4具有较好的溶解性能,但随着亚甲基数量的进一步增加,溶解性有下降趋势.此外,所有的PBOCx聚合物均表现出良好的耐热性,在空气中的热分解温度可达到450 ℃以上.对聚合物光物理性能的初步研究表明:随着柔性链段的增加,电子共轭作用逐渐减弱,紫外吸收发生了蓝移.     

偏氟乙烯/六氟丙烯乳液共聚反应动力学

对气相含氟单体偏氟乙烯(VDF)/六氟丙烯(HFP)的乳液共聚反应动力学机理进行了研究.结果表明:在80℃下,上述两种单体共聚反应速率r对乳化剂浓度(S)、引发剂浓度(I)和反应总压力(p)分别呈0.05级、0.31级和1.59级反应,由此推导得乳液共聚的反应速率表达式为:r一1.11×10-4S0.05I0.31P1.59,其中速率常数k=1.11×10-4g-0.37L0.37(MPa)-0.59min-1.由上述动力学方程计算得到的乳液共聚反应速率与实验结果一致.同时对两种单体的竞聚率做了初步讨论.     

分光光度法测PBO纤维中残留磷含量

溶致性液晶高分子聚苯撑苯并二嗯唑(PB0)在多聚磷酸溶液的液晶态下干喷湿纺，可制得具有超高比强度、高比模量、耐高温和环境稳定性优异的纤维。但PB0纤维中残留的多聚磷酸溶剂对纤维的性能有很大的影响。介绍了用分光光度法测定PB0纤维中残余磷含量的方法，该方法样品处理简便，测定结果可靠，为PB0纤维的纺丝工艺和洗涤条件的选择提供了有价值的依据。     

PBO在强质子酸溶液中的稳定性

研究了聚对亚苯基苯并二噁唑（PBO）在强质子酸多聚磷酸（PPA）和甲基磺酸（MSA）溶液中的稳定性,包括溶液温度、超声波对PBO溶液稳定性的影响以及环境气氛对PBO溶液光稳定性的影响。结果表明：在避光条件下长期放置时,PBO-MSA溶液对于温度比较敏感,而PBO-PPA溶液即使在高温下也很稳定;PBO在MSA溶液中的化学降解可分为两部分：首先是PBO本身的酰胺弱键断链,其次是噁唑环开环形成酰胺键并断链;PBO-MSA溶液在超声波作用下的降解属于应力诱导降解,符合超声波降解断链的一般规律;PBO溶液在氮气气氛中对紫外光相对稳定,而在氧气中光降解速率很快。     

聚亚苯基苯并二唑的热分解行为

用热失重方法分析了聚亚苯基苯并二唑(PBO)纤维在不同气氛中的热分解行为,采用O zaw a法计算了PBO纤维在氮气和空气两种气氛中的热分解活化能。结果表明升温速率对PBO纤维的热分解温度有较大影响;氧气作为热分解反应的引发剂,大大降低了分解反应的活化能;由IR光谱对不同温度裂解产物结构的分析,推测了热氧化降解对PBO纤维分子结构的影响;在不同失重率时几乎相同的热分解活化能,表明无论热分解的气氛如何,PBO纤维的热分解均是一个无规引发的单阶段过程;结合PBO纤维在两种气氛中的热分解机理,解释了分解气氛对残碳率的影响。