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聚苯并咪唑和聚酰亚胺是两类颇具有代表性的广泛应用的特种高性能高分子材料,由于其出色的耐温性能和机械性能在航空航天、电子电器、高端民用、能源开发等众多领域扮演着重要角色。然而,聚苯并咪唑和聚酰亚胺溶解性都较差,导致其推广应用受限。研究表明:将苯并咪唑和酰亚胺结构结合到聚合物链中得到一类新型的高分子材料:聚苯并咪唑酰亚胺,不仅可以有效的提高聚合物的溶解性,还有望得到一种兼具聚苯并咪唑和聚酰亚胺各自优良性能的材料,是当前一项重要的研究方向。国内外大量学者对此作了一系列的研究,并且颇有成效。但是所合成的聚苯并咪唑酰亚胺结构中都存在N-H键,一方面降低了材料在空气中热稳定,另一方面也使得材料溶解性的提升受限。 本文采用亲核取代N-C偶联的方式聚合得到N取代聚苯并咪唑酰亚胺,不仅消除了分子间氢键,提高了聚合物的溶解性和在空气中的稳定性,且通过柔性基团的引入,进一步提高了聚合物的溶解性和成型性。具体内容包括以下两个方面: a)通过实验探索和理论模拟,得到了可以用于制备N取代聚苯并咪唑酰亚胺的单体体系,即双苯并咪唑单体和二氟单体,采用本论文的方法得到两种聚合用单体纯度较高,产率较高,合成路径简便,易于实施。进一步以双苯并咪唑和含酰亚胺结构的二氟为单体,进行了亲核取代缩聚,将苯并眯唑结构和酰亚胺结构结合到聚合物主链中,得到一类结构全新的聚合物:N取代聚苯并咪唑酰亚胺。通过计算机模拟对聚合物的结构进行了计算,对聚合物的性能进行了预测,并进一步通过实验测得了聚合物的耐热性能和溶解性能进行了表征,实验数据与理论计算结果吻合良好。 b)选用砜基二酚为第三单体,引入原来的聚合体系中,通过设计不同的配比,得到了一系列的无规共聚N取代聚苯并咪唑酰亚胺砜。通过计算机模拟对聚合物进行了计算和性能预测,并与实验结果相印证。进一步研究不同组分的共聚物的成膜性能、光学性能和力学性能,以期得到一种兼具良好耐热、溶解、透光、成膜、机械性能的聚合物。