《高分子量聚苯醚硫醚的合成及性能研究》是依託四川大學，由顧愛群擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高分子量聚苯醚硫醚的合成及性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：顧愛群
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
聚苯醚硫醚（PPSE）是結構介於聚芳硫醚與聚芳醚之間的一種新型高分子材料，國外學者僅進行了一些初步的合成研究工作，由於所合成PPSE的分子量低，分子結構控制不好，迄今為止，PPSE的固有物性參數及其性能還不明確。為此，本課題組通過大量的合成實驗研究，成功地合成了較高分子量的PPSE樹脂，樹脂熔點比國外報導的PPSE高約60℃，處於國際領先地位。為了保持這種領先優勢，本申請擬對PPSE樹脂的合成進行進一步的研究工作，研究樹脂的合成反應機理、支化、端基類型及控制方法，製備線形高分子量PPSE樹脂，並對穩定化合成以及擴試開展研究。在此工作基礎上對PPSE的固有物性、加工性能、巨觀物理性能（耐熱性能、力學性能、電學性能等）進行全面的表征；為PPSE材料的實用化、最終為工業化積累數據。
結題摘要
聚苯醚硫醚（PPSE）是一種具有芳基醚和芳醚硫醚交替結構的新型聚合物。穩定合成出高分子量、結構明確的線形PPSE是開展其各項性能表征的前提。本項目首先開展了 4,4’-二羥基二苯硫醚（BHPS）和4,4’-二氯二苯硫醚合成PPSE研究，合成出特性粘度為0.55 dL/g的線形PPSE，端基分析其數均分子量為10000，超過報導的同類型PPSE；開展了PPSE合成動力學研究，獲得各因素對其合成速率的影響及動力學參數；開展了高溫下PPSE化學結構變化的研究，推導出其熱裂解機理。為了合成高分子量的PPSE，製備出高活性、高純度含氟單體4,4’-二氟二苯亞碸（BFPSO），並以BFPSO和BHPS為單體，通過親核取代成功地合成出高分子量的聚苯醚硫醚亞碸(PPSOESE)，系統考察了溶劑、溫度、時間、單體濃度等因素對合成反應的影響；利用回響面法最佳化了PPSOESE合成條件，獲得了最佳合成條件和各合成因素間相互作用的影響，為擴試研究奠定了基礎；之後將PPSOESE定量還原獲得了高分子量的PPSE，系統考察了還原劑、溶劑、溫度、原料濃度、時間等因素對還原反應的影響；建立了粘度法測定PPSE數均分子量（Mark-Houwink方程）的方法，PPSE最大特性粘度達到0.75dL/g，對應數均分子量為18000，遠高於氯單體合成所得PPSE。開展了PPSE結構和性能關係的研究，對不同分子量PPSOESE和PPSE的鏈結構進行了詳細表征，表明PPSOESE已被定量還原，所得PPSE與直接聚合所得產物具有相同的線形結構，通過調節單體配比，能有效調控PPSE的端基類型。XRD研究表明PPSE是一種斜方晶型的半結晶性聚合物，其晶胞參數與PPS基本一致，但結晶度遠低於PPS；結構模擬研究表明氧醚的交替引入使CAr-S-CAr鍵角由PPS中的110°減小為PPSE中的103°，導致PPSE分子鏈呈現更為扭曲的構象，降低了聚合物的結晶度；DSC研究證實了上述推論，隨著分子量的增大，分子鏈進入晶格需要更長的時間，形成的結晶更不完善，從而導致其熔點降低Tm=190℃但這種交替結構對玻璃化轉變溫度沒有產生顯著的影響Tg=90℃。熱重研究表明在氮氣和空氣條件下PPSE均呈現高的熱穩定性能，其T5%失重與PPS相當；溶度參數研究表明PPSE能溶解於部分極性有機溶劑中。
