新型含有苯并环丁烯单体的合成及其发展可溶性高耐热绝缘聚酰亚胺/聚醚醚酮的方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21504103
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0109.高分子合成
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Polyimides (PI)s and Poly(ether ether ketone)s (PEEK)s are important high-performance materials utilized in military and civil fields due to their excellent overall properties. However, their high melt viscosity and poor solubilty in organic solvents leads to their deficiencies in processability, which limits their applications in many fields, such as microelectronics, light-emitting diodes and so on. Therefore, a considerable amount of structural modifications of polymers have been carried out to improve their solubility. Some approcoachs were proved to be sucessful to improve the solubility of the polymers, but their thermal stabilities and mechanical properties were usually scraficed. The strategy of introducing the cross-linkable groups to the copolymers as pendants can improve the solubility of the polymers, meawhile it can endow them good thermal stabilities and mechnical properties by postpolymerzation to convert them to cross-linking networks. However, few of momomers containing cross-linkable groups for development of PIs and PEEKs have been reported, and some of them can not give the polymers ideal overall properties. It is known that benzocyclobutene (BCB) is a molecule with high reactivity. BCB-functionalized oligomers or polymers can be readily converted to cross-linking matrixs at heating, which have been recognized as a new generation of high performance materials for microelectronic applications due to their excellent thermal stability and dielectric properites. The characteristic of BCB inspired us to develop a series of new monomers, which can be utilized to synthesize novel thermosetting PIs and PEEKs with good processability and high heat resistance. In this project, we will explore the synthesis, properties and postpolymerzation of the PIs and PEEKs containing BCB pendant groups to obtain the polymers with ideal overall properties. This research will provide a novel approach to develop solution-processable PIs and PEEKs to obtain excellent processability, thermal stabilities and dielectric properties.
聚酰亚胺(PI)和聚醚醚酮(PEEK)是综合性能优越的高性能聚合物,也是重要的军用和民用材料。但其熔点高溶解性差,不易加工,限制了其应用范围。在其改性工作中,虽然许多方法能提高聚合物的溶解性,但往往以牺牲材料的耐热性为代价。也有研究将具有交联基团的共聚单体引入上述聚合物中,既提高了聚合物的溶解性,又能通过后聚合交联,使聚合物获得良好的热力学性能。然而,可交联的共聚单体的品种有限,并且有些改性效果不理想。鉴于苯并环丁烯的高反应活性,以其改性的聚合物具有良好的绝缘性和热稳定性的优点,本项目将利用我们最新发展的含有苯并环丁烯的双胺/双酚单体,将其引入PI和PEEK中,获得易加工高耐热的热固性聚合物。本项目将深入研究含有苯并环丁烯侧链的PI和PEEK的合成、性能和后聚合反应,进而发现性能优异的品种。开展本项目的研究,将为发展可溶性PI和PEEK提供新途径,并能获得加工性良好、高耐热绝缘的聚合物。

结项摘要

聚酰亚胺(PI)等高性能聚合物是重要的军用和民用材料,但其不溶不熔,不易加工,限制了其应用范围。在这类材料的改性工作,虽然可以提高聚合物的溶解性,但也降低了其耐热性。综合来看,引入可固化基团,通过固化交联使聚合物形成网状结构,是在不影响聚合物性能的前提下改善其溶解性及可加工性的有效方法。然而含有可固化基团的单体品种有限,有些改性效果不理想。鉴于苯并环丁烯(BCB)的高反应活性,且其改性的聚合物具有良好热稳定性等优点,我们将其引入到新的双酚、双胺等重要的化工原料中,设计了多种含有BCB的新型单体。利用其发展可溶性的PI、聚醚醚酮等的高性能材料。. 我们设计了含有BCB的双胺单体,并合成了PI。所得PI显示出良好的溶解性和成膜性。用溶液法可得到表面平整的薄膜。其还显示出良好的透光率、热稳定性和介电性能。新型双胺还可用作添加剂对传统PI的性能进行调节,只需少量添加即能有效地提高其储能模量、抗张强度、Tg以及降低其CTE等。我们将这一方法扩展,通过开发新型含有BCB单体,制备了一系列可固化的聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚三嗪等高性能聚合物。其均可用溶液法制备成质地均匀的薄膜,其均展现了良好的耐热性、力学性能,疏水性等,拓宽了其应用范围。在研究过程中,我们发现BCB可以和大茴香脑在加热条件下发生反应。大茴香脑是我国特有的植物资源,含有苯环和不饱和的丙烯键,可作为合成高性能聚合物的前驱体。我们以生物制资源为原料,设计了几种含有BCB的单体,用于发展可热固化的高性能聚合物。这些单体加热后发生交联聚合,所得聚合物均展现出良好的热力学性能及介电性能,且加工性能优异,可用于发展高耐热低介电常数材料。. 本项目发展了多种简便高效获得含有BCB单体的合成方法,制备几类可热固化聚合物,建立了改善高性能聚合物加工性的有效策略。通过本项目的研究,获得高耐热低介电且加工性良好的高性能聚合物,其有望作为涂层材料,用于航空航天、电气,微电子及汽车等领域。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Facile conversion of plant oil (anethole) to a high-performance material
将植物油(茴香脑)轻松转化为高性能材料
  • DOI:
    10.1039/c7py00047b
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Polymer Chemistry
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Tao Yangqing;He Fengkai;Jin Kaikai;Wang Jiajia;Wang Yuanqiang;Zhou Junfeng;Sun Jing;Fang Qiang
  • 通讯作者:
    Fang Qiang
New Triazine-Based Polymers with Low Dielectric Constants and High Thermostability Derived from Biorenewable Anethole and Thermocrosslinkable Benzocyclobutene
由生物可再生茴香脑和可热交联苯并环丁烯衍生的具有低介电常数和高热稳定性的新型三嗪基聚合物
  • DOI:
    10.1021/acssuschemeng.8b00655
  • 发表时间:
    2018-03
  • 期刊:
    ACS Sustainable Chemistry and Engineering
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Zhou Junfeng;Wang Jiajia;Tao Yangqing;Fang Linxuan;Sun Jing;Fang Qang
  • 通讯作者:
    Fang Qang
A newfluoropolymer having triazine rings as a dielectric material: synthesis and properties
具有三嗪环的新型含氟聚合物作为介电材料:合成和性能
  • DOI:
    10.1039/c7py01207a
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Polymer Chemistry
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zhou Junfeng;Wang Jiajia;Zhao Jiaqing;Jin Kaikai;Sun Jing;Guo Xiaojun;Fang Qiang
  • 通讯作者:
    Fang Qiang
A Bio-Based Allylphenol (Eugenol)-Functionalized Fluorinated Maleimide with Low Dielectric Constant and Low Water Uptake
具有低介电常数和低吸水率的生物基烯丙基苯酚(丁子香酚)功能化氟化马来酰亚胺
  • DOI:
    10.1002/macp.201800252
  • 发表时间:
    2018-10-01
  • 期刊:
    MACROMOLECULAR CHEMISTRY AND PHYSICS
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Fang, Linxuan;Zhou, Junfeng;Fang, Qiang
  • 通讯作者:
    Fang, Qiang
含苯并环丁烯基团的热固性聚碳酸酯的合成及性能研究
  • DOI:
    10.6023/cjoc201604013
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    有机化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李智勇;曹卫国;孙晶;房强
  • 通讯作者:
    房强

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  • 影响因子:
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  • 通讯作者:
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可热交联的含氟聚硅氧烷的合成及性能研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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