聚[2,5-二羟基-1,4苯撑吡啶并二咪唑]星形共聚物的制备与性能研究

聚[2，5-二羟基-1，4苯撑吡啶并二咪唑]（PIPD）是一种新型液晶高分子，特殊的芳杂环结构使它同时具备高强度、耐高温、耐老化、阻燃等多种性能。本项目针对PIPD高性树脂加工成型困难现状，在特殊分子结构合成领域开展研究。以带柔性链段的环状聚磷腈为起始单体与PIPD单体共聚，制备星形共聚物，研究星形分子结构控制的关键因素、表征产物的结构与性能，了解分子结构与性能的关系。星形分子结构的目标化合物与PIPD本体树脂相比，具有粘度低、容易加工成型的特点。高温处理能够使环状磷腈开环聚合生成分子刷形结构，与PIPD共混能够强化其分子间相互作用，保证了提高聚合物加工性能的同时不降低其优异力学性能。本项目的实施有助于阐明PIPD共聚物结构与性能的关系，对于设计、制备高性能多功能的耐高温聚合物和研究开发超支化聚合物表征新方法具有显著的科学价值和重大应用前景。

本项目根据研究计划分别从四个方面开展了研究，并取得了较多较好的成果。（1）设计、验证、优化了单体TAP和DHTA的合成工艺，在多步骤反应中发现了关键步骤，在关键步骤中确定了关键因素，并通过优化工艺确定了最佳的参数区间。（2） 三聚膦腈起始化合物的合成研究方面，合理论证并设计了先核后臂的技术方案，设计了六臂和三臂两种目标产物，并设计、论证、实验验证了目标产物制备的技术路线。（3）研究确定了PIPD共聚合的工艺参数。（4）获得了既定的含磷腈PIPD星形共聚物结构。通过分子设计，在先核后臂的技术方案中，只要确定了带活性端基的“核”的结构就能确定星形分子的拓扑结构。通过实验验证了目标产物的化学结构，通过对目标产物性能表征以及模型分子的热重和粘度测定，证明了星形高分子同直链高分子想比具有粘度小、流体力学性能好，适合加工成型的特性。在对三聚磷腈修饰、更换取代基团的研究中，积累了丰富的聚磷腈取代、改性方面的实验经验和相关知识，并在燃料电池膜材料研究、药物合成研究中得到应用，相关研究成果已经发表学术论文6篇，培养研究生4名。