《聚芳硫醚碸結晶溶劑化物的結構及性能研究》是依託四川大學，由龍盛如擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：聚芳硫醚碸結晶溶劑化物的結構及性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：龍盛如
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
與溶劑形成特殊的結晶溶劑化物是許多芳雜環聚合物特有的性能，也是影響這些高性能聚合物溶液加工過程的共性問題。申請者在對聚芳硫醚碸（PASS）溶液行為方面進行的前期研究結果表明：PASS在NMP溶劑中可以與溶劑分子形成結晶溶劑化物，並導致溶液性質發生變化。該現象在很大程度上影響了PASS的溶液加工過程。本項目旨在通過X射線衍射、熱力學分析等手段獲得該體系的相圖，採用計算機模擬分析該結晶溶劑化物中的分子結構，深入研究PASS與溶劑分子形成結晶溶劑化物的過程，揭示PASS本身無法結晶但可與溶劑形成結晶結構的機制，並進一步分析在PASS溶液加工過程的控制方法與規律，為人們更好地理解聚合物形成晶體尤其是形成結晶溶劑化物提供幫助，同時也為人們更好地開發套用PASS提供良好的理論支持。
結題摘要
聚芳硫醚碸（PASS）是一種在聚苯硫醚（PPS）分子主鏈上引入強極性碸基（-SO2-）而得到的新型無定型聚合物。PASS溶解於NMP形成的溶液穩定性較差，其在室溫放置一段時間後容易析出沉澱，這對溶液加工是十分不利的。而且發現沉澱中存在PASS和NMP形成的共晶結構這一特殊現象，因此了解PASS在NMP中的溶解特性，以及探討共晶結構的結晶行為和形成機理的工作對PASS在溶液加工領域的套用有著重要意義。 通過DSC、TGA等熱性能分析手段確定未參與共晶構建的游離NMP和參與共晶構建的結晶NMP的吸熱揮發的溫度區間。結合XRD、傅立葉紅外光譜儀(FTIR)方法表征不同體系聚集態結構同NMP含量和位置的變化情況做出了如下推論：1、PASS/NMP溶液析出的沉澱物中含有除PASS/NMP共晶結構的其他類似於次級有序結構或者 “準晶體”結構；2、該種有序結構同共晶結構不同；3、該種結構形成同溶劑NMP有關；4、沉澱物DSC升溫曲線上250℃左右出現的NMP吸熱揮發峰（峰3）同該種結構被破壞有關。 結合試驗結果並在此推論上確定沉澱物DSC曲線上出現的吸熱峰分別為：結晶熔融峰（80℃左右），游離NMP揮發峰（結晶熔融峰前後的40℃-160℃溫度區間），結晶NMP揮發峰（溫度在175℃左右），沉澱物中次級有序結構破壞期間NMP吸熱揮發峰（溫度在250℃左右）。通過觀察DSC曲線上吸熱峰和XRD結果發現，沉澱物中兩種有序結構可以在加熱負壓條件下轉化；兩種結構均可以通過加熱、溶解以及溶劑抽提所破壞，但是次級有序結構所需溫度更高。在對PASS溶解及結晶溶劑化物的研究基礎上，利用Accelry公司的Materials Studio分子模擬軟體為研究工具，將分子模擬技術引入到PASS的研究當中，探索出合理的模擬及參數設定方法，構建了PASS/NMP溶液體系模型，探討了不同方法實驗測定或計算PASS溶解度參數，並通過試驗方法與計算機模擬手段結合，研究了PASS/NMP的結晶行為，為人們更好地理解PASS的溶解及與溶劑分子相互作用過程提供參考，同時也為人們更好地開發聚芳硫醚類聚合物，尤其是從理論上、在分子結構層面上對聚芳硫醚類聚合物的性能進行設計打下基礎。
