耐热杂环高分子的高温水解特性与电子结构表征

合成了聚苯基不对称三嗪和聚苯基对称三嗪等6种芳杂环聚合物及其模型化合物。对聚合物在250℃下及模型化合物在100℃下的水解反应过程进行了跟踪监测实验研究并对产物进行了分析鉴定。用从头算和密度泛函法计算了模型化合物的电子结构。证实仅聚苯基对称三嗪与聚苯基喹噁啉两种材料在高温水介质中具有持久稳定性。水解为质子催化机理且杂环上C-X键断裂为控制步骤。故耐水解性主要取决于杂环质子化后C-X键的强度。结果表明，聚合物抗高温水解能力随模型化合物基态分子的C-X键级和杂原子X上负电荷数的增加而增大，因而后者可用作耐水解性的量子化学判据。成果为本领域补充了重要基础知识，并对实验和聚合物分子设计有理论指导意义。