【摘 要】
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聚酰亚胺（polyimide,PI）和聚醚砜（polyethersulfone,PES）同属于耐热高分子材料,它们都是通过缩合聚合方式制备的,并且在结构和性能方面有诸多相似之处。PI和PES的主链都是由含芳香环的刚性骨架组成,有着优良的热、力学性能,化学稳定性,归类为高性能聚合物而得到广泛应用。它们也存在各自的结构特点和局限性,需要通过一定的结构改性来提升材料的应用性能。PI由于存在分子内和分子间
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聚酰亚胺（polyimide,PI）和聚醚砜（polyethersulfone,PES）同属于耐热高分子材料,它们都是通过缩合聚合方式制备的,并且在结构和性能方面有诸多相似之处。PI和PES的主链都是由含芳香环的刚性骨架组成,有着优良的热、力学性能,化学稳定性,归类为高性能聚合物而得到广泛应用。它们也存在各自的结构特点和局限性,需要通过一定的结构改性来提升材料的应用性能。PI由于存在分子内和分子间的电荷传递（charge transfer,CT）作用,材料的加工性较差,表现为难熔难溶,此外,材料的颜色较深,介电常数偏高,限制了材料的进一步应用。PES由于其优异的生理惰性而应用于生物医用领域,例如血液透析膜,然而,PES材料的疏水性结构导致材料表面易形成血小板和蛋白吸附,引起凝血和炎症,因而需要进一步改进材料的生物/血液相容性以提高医疗器械的临床安全性。针对以上问题,本论文在PI骨架中引入三氟甲基结构和二甲胺结构来提高材料的溶解性和透明性。三氟甲基和二甲胺结构具有比较大的空间效应,导致高分子的链间距增大,这样就会使得溶剂比较容易到材料中去,提高其加工性;另外,我们在PI分子中引入醚键,它的柔性结构可以增加分子链的流动性,抑制材料的CT作用,使PI的柔韧性和溶解度得到提升。同时,将季铵盐结构和磺酸基团引入PES材料结构中,以改善材料的亲水性,并赋予一定的抗菌性能。季铵盐和磺酸基团都是亲水性结构,可以抑制蛋白和血小板在材料表面的吸附。季铵盐的正离子通过静电力、氢键力间的作用,吸附带负电的细菌体从而抑制其生长来达到一定的抗菌效果。论文研究中,我们设计了氟化结构、二甲胺结构引入PI骨架中,将季铵盐,磺酸基团引入PES骨架中,以此来改善这两种高分子材料某些方面的不足,本文主要从两个体系来进行探究:在PI的改性研究中,我们以4,4’-联苯二酚（BP）为原料,与甲醛、二甲胺为原料在乙醇反应液中进行反应,得到3,3’-双（二（N-N-二甲基）-甲基）联苯二酚（BBMAMBP）,然后BBMAMBP与2-氯-5-硝基三氟甲苯发生亲和取代,得到1,1’-（4,4’-双（4-硝基-2-（三氟甲基）苯氧基）-[1,1’-联苯]-3,3’-二甲基）双（N,N-二甲基甲胺）（BNPDMA）,后用钯碳还原得到4,4’-(（3,3’-双（（二甲基氨基）甲基）-[1,1’-联苯]-4,4’-双（氧基））双（3-（三氟甲基）苯胺）（BMA3FA）二胺单体,将BMA3FA二胺单体以不同的比例掺杂到ODA中,与ODPA共混,除水DMAc为溶剂,通过两步法缩聚制得薄膜。我们发现得到的PI薄膜具有良好的疏水性,接触角数据为65.9°-103.3°,随着共混内盐型二胺的增加,接触角越大。薄膜整体透过性保持在76%以上,说明光学性能良好。在PES的改性研究中,将上述所合成的3,3’-双（二（N-N-二甲基）-甲基）联苯二酚（BBMAMBP）与4,4-二氯二苯砜聚合反应生成聚醚砜,然后将生成的聚醚砜与1,3-丙磺酸内酯反应,生成含有季铵盐且同时有磺酸盐的聚醚砜。同时,将2,5-二甲基苯酚与4,4-二甲氨基苯甲醛反应,生成含有叔胺的二酚单体4,4’-（（4-（二甲基氨基）苯基）亚甲基）双（2,5-二甲基苯酚）,聚合后与碘甲烷反应生成含有季铵盐的聚醚砜。通过季铵盐结构的引入,PES薄膜材料的亲水性得到改善,且具有一定的抗菌性。对比聚醚砜的接触角的数据为103.3°,进过改性之后的聚醚砜为42.4°;抗菌实验表明,对比聚醚砜没有显示抗菌性能,经过改性之后的PES相同条件下的抑菌率达到50%。
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