1、,Synthesis and Properties of Thermotropic Liquid Crystalline Polyester-imides,熱致性液晶聚酯酰亞胺的設(shè)計(jì)合成及其性能研究,指導(dǎo)老師：許家瑞 教授 張藝 副教授,學(xué)位申請(qǐng)人：李瑞,研究背景,聚酯酰亞胺的合成,聚酯酰亞胺液晶性能的研究,PIDP與PIDN液晶性能的比較,一,二,三,四,研究背景,研究背景,聚芳酮和聚酰亞胺是高性能的工程塑料, 已逐漸在尖端科技領(lǐng)域得到應(yīng)用, 但是，這些高性能樹(shù)脂普遍存在的問(wèn)題是很難加工 合成含芳酮的液晶聚酯酰亞胺的主要目的是希望合成的聚合物能夠綜合聚芳酮聚酰亞胺和聚酯的優(yōu)異性能, 而液晶性

2、又能賦予它更好的特殊性能. 但是目前聚酯酰亞胺的使用溫度和加工溫度都比較高，尤其是主鏈全芳型聚酯酰亞胺溫度更高。為了降低它的使用溫度和加工溫度，我們?cè)O(shè)計(jì)并合成了一類新型聚酯酰亞胺。,幾種提高使用溫度和降低加工溫度的手段,四、共聚合以降低高分子液晶熔融溫度,三、分子鏈中引入剛性扭曲基團(tuán),一、在主鏈上引入側(cè)基,二、分子鏈中引入柔性間隔,研究背景,混合酸酐原位縮聚法,（Higashi 直接縮聚法）,在降低聚合物熔融溫度和提高液晶性方面有其獨(dú)到之處!,分步投料法,N,N-己二撐-1,6-雙苯偏三酸酰亞胺二酸（IA6）幻燈片 2,44二羥基二苯酮（DHBP）,6羥基2萘甲酸（HNA）,單體原料,PIDN

3、的制備,單體：IA6、HNA 、 DHBP 投料方法：分步法，即先活化二酸IA6，再加入 HNA，最后加DHBP。 投料比：IA6和DHBP等摩爾加入，HNA占總摩爾數(shù)的0、10、20、33、40、50、60的投料比分別投料。以下分別將樣品稱為PIDN0、PIDN10以此類推,反應(yīng)機(jī)理及具體流程,PIDN的織態(tài)結(jié)構(gòu)研究,Polarizing microscope photographs of polymer with different HNA content at sheared state ( 500),PIDN0,PIDN33,PIDN10,PIDN20,PIDN40,PIDN50,PI

4、DN60,PIDN的WAXD研究,PIDN20、PIDN10和PIDN0聚合物在210的范圍出現(xiàn)了衍射峰，而且依次增強(qiáng)。各衍射峰變得尖銳，彌散性減少，說(shuō)明其逐漸向長(zhǎng)程有序排列方向發(fā)展。,PIND的熱穩(wěn)定性研究（TGA),PIND的熱穩(wěn)定性研究(TGA),PIDN的熔融性質(zhì)研究,PIDN的一次升溫比較圖,隨著HNA含量 的增加，熔融吸熱峰逐漸變小，并向低溫方向位移。這是由于隨著HNA剛性鏈段成分的增多，越來(lái)越難以形成有序的晶區(qū)造成的。,PIDN的DSC降溫比較圖,隨著HNA含量的升高，放熱結(jié)晶峰逐漸減小直至消失。這是由于隨著HNA含量的增加，鏈段越來(lái)越難以運(yùn)動(dòng)，難以形成有序的晶區(qū)造成的。,PID

5、N的DSC二次升溫比較圖,與第一次升溫比較，出現(xiàn)了明顯的Tg。這是由于熔融后，聚合物從熔融態(tài)冷卻聚集；較原始樣品從溶液中沉淀，分子鏈纏結(jié)更嚴(yán)重。分子難以形成有序排列，無(wú)定形區(qū)較大。,PIDN的熔融性三維(結(jié)晶區(qū))二維(近晶過(guò)渡態(tài))一維(向列型液晶態(tài))各向同性熔體,PIDN的熱轉(zhuǎn)變過(guò)程,PIDP與PIDN的比較,PIDP的偏光照片( 500),PIDP10,PIDP33,PIDP20,PIDP40,PIDP50,兩者的2Theta角的位置相當(dāng)一致，證明其結(jié)晶結(jié)構(gòu)很相似。,WAXD的比較,WAXD compare of PIDN and PIDP,PIDN,PIDP,DSC中Tg的比較,相對(duì)于PI

6、DP，PIDN有更高的Tg， 即有更高的使用溫度。,TGA Compare of Different content of PIDN and PIDP,DSC中Tm的比較,PIDN的Tm先降后升，是由于HNA中萘環(huán)的剛性結(jié)構(gòu)與扭曲結(jié)構(gòu)兩個(gè)因素，導(dǎo)致分子鏈段的排列無(wú)序度先增大而后減??；而PIDP的Tm一直下降，是由于PHB中苯環(huán)的剛性結(jié)構(gòu)增大，使分子鏈段運(yùn)動(dòng)困難。,結(jié)論,一、使用Higashi溶液縮聚法合成了一系列具有不同HNA含量的聚酯酰亞胺。 二、采用偏光顯微鏡、DSC、X射線研究了聚酯酰亞胺的液晶性能，并用TG研究了它的熱穩(wěn)定性。 三、HNA含量高于33的聚合物呈現(xiàn)良好的液晶性能，而含量低于33的并未出現(xiàn)液晶性。 四、與單體HNA換做PHB的聚酯酰亞胺相比，PIDN具有更高的Tg，和較低的熔融溫度。這對(duì)獲得具有較高使用溫度和較低加工溫度的復(fù)合材料來(lái)說(shuō)，具有現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用意義。,致謝,感謝