八苯基聚倍半矽氧烷增強聚苯並咪唑複合物及其製備方法

2023-10-18 00:33:59 2

專利名稱：八苯基聚倍半矽氧烷增強聚苯並咪唑複合物及其製備方法
技術領域：
本發明涉及的是一種納米複合材料技術領域的複合物及其製備，具體是一種八苯基聚倍半矽氧烷增強聚苯並咪唑(P0SS-g-0PBI/0PBI)複合物及其製備方法。
背景技術：
近年來，聚倍半矽氧烷(P0SQ納米顆粒由於其優異的物化性質一直是人們的研究熱點。由於聚倍半矽氧烷納米顆粒兼具有矽酸鹽與有機矽烷的性質，其表面都含有功能化的官能團，易於聚合或接枝到高分子鏈段上去，聚倍半矽氧烷納米顆粒經常被用為複合物增強劑製備高性能的無機/有機複合材料。為了嘗試更好的增強效果，我們選擇八苯基聚倍半矽氧烷作為納米增強材料來改性聚苯並咪唑。八苯基聚倍半矽氧烷跟碳納米管等其它納米材料相比有很多不同的地方，結構上來說，八苯基聚倍半矽氧烷是三維六面體形結構，由(Si8O12)構成無機內核，每個矽上連接的苯基基團向外伸展，包覆在無機核心的周圍， 形成一個內雜化的分子，構成了一個天然的單納米尺度結構。我們在一種相對溫和的條件下將八苯基POSS接枝到聚苯並咪唑複合物上。聚苯並咪唑(PBI)具有優異的熱和化學穩定性，在航空航天、微電子和半導體等很多領域得到了應用，本專利採用了一釜分批加料或者同步加料法將八苯基聚倍半矽氧烷接枝到聚苯並咪唑複合物分子鏈上，在不影響PBI韌性的同時，極大的提高了其模量和拉伸強度，為PBI在高性能複合材料方面的應用賦予了潛在的價值。Ι 3 W ^ W ^ ^ ^ 3 One pot synthesis of multiwalled carbon nanotubes reinforcedpolybenzimidazole hybrids :Preparation,characterization and properties 2009，50，5987-5995報導了一種在多聚磷酸介質中利用傅克醯基反應將碳納米管和聚苯並咪唑複合物的合成相結合，一步反應得到複合材料的方法。但是該方法對於複合材料力學性能的提升不是很明顯。

發明內容
本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種八苯基聚倍半矽氧烷增強聚苯並咪唑複合物及其製備方法，進一步提高聚苯並咪唑複合物的熱力學性能，由於製備方法的工藝步驟簡單，具有規模化生產的條件。本發明是通過以下技術方案實現的本發明涉及一種八苯基聚倍半矽氧烷增強聚苯並咪唑複合物，其結構式為
權利要求
1. 一種八苯基聚倍半矽氧烷增強聚苯並咪唑複合物，其特徵在於，其結構式為
2.根據權利要求1所述複合物的製備方法，其特徵在於，通過向多聚磷酸和五氧化二磷的混合溶液中加入聚倍半矽氧烷、4，4』_ 二苯醚二甲酸和3，3』_ 二氨基聯苯胺，經原位聚合得到所述複合物。
3.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵是，所述的多聚磷酸和五氧化二磷的混合溶液中多聚磷酸和五氧化二磷的質量比為10 1，該混合溶液通過將多聚磷酸和五氧化二磷在氮氣保護環境下混合加熱製備得到。
4.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵是，所述的聚倍半矽氧烷的用量為混合溶液的1 5wt%。
5.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵是，所述的4，4』- 二苯醚二甲酸和五氧化二磷的摩爾比為1 6.34。
6.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵是，所述的3，3』- 二氨基聯苯胺和五氧化二磷的摩爾比為1 6.34。
7.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵是，所述的原位聚合是指在氮氣氛圍下超聲攪拌1個小時，升溫至80°C，反應4小時，然後繼續升溫至190°C反應20小時後置於冰水中，最後進行鹼洗、水洗和真空乾燥處理。
8.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵是，所述的鹼洗是指採用5wt%的碳酸氫鈉溶液在60°C下機械攪拌36小時。
全文摘要
一種納米複合材料技術領域的一種八苯基聚倍半矽氧烷增強聚苯並咪唑複合物及其製備方法，該複合物結構式為，本發明進一步提高聚苯並咪唑複合物的熱力學性能，製備方法的工藝步驟簡單，具有規模化生產的條件。
文檔編號C08L79/04GK102153750SQ201110041929
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月22日 優先權日2011年2月22日
發明者劉洋, 印傑, 史子興, 徐宏傑 申請人:上海交通大學