中南民族大学硕士学位论文微波辐射合成聚醚醚酮姓名尹君申请学位级别硕士专业有机化学指导教师张爱清20080602中南民族大学硕士学位论文I摘要聚醚醚酮PEEK是一种新型的半结晶性耐高温热塑性工程塑料。具有优异的热性能、力学性能、电性能和耐化学腐蚀性等特别适合做高性能复合材料的基体树脂、绝缘材料、膜材料被广泛用于航空、电子及核工业等高科技领域成为当今最热门的高性能工程塑料之一。随着微波化学的发展使微波在化学的许多领域都得到了广泛的应用。微波作为一种新型的热源具有加热迅速、高效、节能、环保等特点。近年来大量的实验已证明微波可以极大的提高一些化学反应的反应速率使一些在通常条件下不易进行的反应迅速进行。微波已经广泛应用于自由基聚合、开环聚合、缩聚和共聚等各类聚合反应以及高分子的交联固化、改性和降解等方面。作为一种能高效利用的加热能微波的应用可大大降低反应的时间与能耗因而在高分子的绿色化学合成领域正日渐成为人们关注的热点。本文采用亲核缩聚反应、微波辐射加热制备聚醚醚酮。探讨了微波合成聚醚醚酮的相关影响因素。以及对聚醚醚酮的分子主链中引入了间位苯基、和邻位苯基对聚合物相关性能的影响进行了讨论。本论文主要包括以下两个方面的内容1.在无水碳酸钾催化作用下通过等物质的量的44′-二氟二苯甲酮与对苯二酚发生亲核缩聚反应制备PEEK。对传统加热和微波辐射两种制备PEEK的方法进行了比较。实验结果表明加热条件下反应6h合成聚醚醚酮树脂。产率为76.2特性黏度值为0.27dl.g-1微波辐射条件下反应75min合成聚醚醚酮树脂。产率96.1特性黏度值为0.71dl.g-1。可以看出微波辐射加速了聚合反应的进行。同时对辐射时间、微波功率以及溶剂等影响因素进行了研究。对所得的聚合产物的性能和结构进行了IR、DSC、TGA以及XRD表征。相对于传统加热制备方法而言微波法制备聚醚醚酮具有产率高、反应时间短以及易于操作等优点。2.利用亲核取代反应以44′-二氟二苯甲酮、24′-二氟二苯甲酮、33′-二氟二苯甲酮和对苯二酚、44′-联苯二酚、22′-联苯二酚等单体反应制得不同分子结构的聚醚醚酮聚合物。以IR、1H-NMR、TGA、XRD、GPC和DSC对产物进行了表征。通过在分子链中引入半扭曲的间位、邻位苯基对不同结构对聚醚醚酮树脂性能的影响进行了研究。实验结果表明聚醚醚酮均具有优异的热稳定性能苯环数对聚醚醚酮热稳定性影响比微波辐射合成聚醚醚酮II较小而取代位置的不同对聚醚醚酮的热分解性能影响较明显。邻位和间位取代单体的引入使得聚醚醚酮的溶解性能得到很大改善。XRD衍射实验结果表明分子链规整堆积的PEEK-1和PEEK-3均有4个明显的衍射峰属于半结晶态聚合物。而非直链的PEEK-2、PEEK-4、PEEK-5和PEEK-6由于在聚合物主链结构中引入部分半扭曲的间位和邻位苯基结构破坏了链的对称性在X-射线衍射图谱上为漫散射峰均为无定形态聚合物。相对于传统加热方法而言本文采用微波法制备聚醚醚酮具有产率高、反应时间短以及易于操作等优点。同时把间位、邻位苯基引入到聚合物的分子主链中破坏分子链的规整性以及共平面性降低分子链之间的作用力使得到的PEEK的溶解性得到了很大的改善有利于加工。关键词聚醚醚酮微波辐射亲核缩聚合成异构体中南民族大学硕士学位论文IIIABSTRACTPolyetheretherketonePEEKisasemi-crystallineengineeringthermoplastic.Itismostsuitableformakingthematrixofhigh-performancecompositesinsulatingmaterialandfilm.Ithasbeenwidelyusedinthehigh-techareasuchasaerospaceelectronicsandnuclearindustriesbecauseofitsexcellentresistancetoheatradiationandchemicalsaswellashavinggoodmechanicalpropertiesfrictionreductionandwearresistance.Ithasbecomeoneofthemostpopularhighperformanceengineeringplasticstoday.Withthedevelopmentofmicrowavechemistrymicrowavewerewidelyappliedinchemicalreaction.microwaveflashheatingasanon-conventionalenergysourceithasbeenprovedtobemorerapidandefficien