基于对苯二甲酸/异氰酸酯反应的芳香族聚酰胺的合成

摘要

以对苯二甲酸（TPA）、甲苯二异氰酸酯（TDI）和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为反应单体，基于羧基与异氰酸酯基团的反应合成了芳香族聚酰胺。利用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱等测试研究了聚酰胺的化学结构与性能。研究结果表明，所合成聚合物的分子质量为（3.18～7.81）×10～4 g/mol,且随着TDI含量的提高，聚酰胺溶解度提高，分子质量有明显提升。所制备的聚酰胺薄膜具有优越的力学性能，拉伸强度和模量分别为98～127 MPa和3.33～3.95 GPa,断裂伸长率高于20%,通过调控TDI/MDI的摩尔比可将其断裂伸长率提高至50%,表现出优异的柔韧性。所制备的聚酰胺薄膜的玻璃化转变温度（t_g）均高于290℃;在氮气中，薄膜10%热失重温度为431～447℃,这表明该类芳香族聚酰胺具有优异的热稳定性。同时，聚酰胺薄膜颜色较浅，薄膜的截止波长均低于383 nm,在530 nm波长处的透光率均接近80%,表明其具有良好的光学透明性。

关键词

芳香族聚酰胺 / 对苯二甲酸 / 二异氰酸酯 / 结构与性能

基金资助

国家重点研发计划(2022YFB3603102); 国家自然科学基金(52373318); 安徽省重点研究与开发计划(2022a05020065)