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新型可溶性聚苯并咪唑的合成与性能研究 徐静，刘程 ，蹇锡高（大连理工大学高分子材料系，大连市中山路158号42信箱，116012） 关键词: 聚苯并咪唑 二氮杂萘酮 耐热性 溶解性聚苯并咪唑（Polybenzimidazole ）是一类重要的特种工程塑料，具有优异的热稳定性、阻燃性、耐腐蚀性和机械性能等特点[1-2]，广泛应用于航空航天、电子电气等领域。
聚苯并咪唑通常具有刚性的主链结构，导致其具有很高的熔点以及溶解性差的缺点，如商品化的聚苯并咪唑是由间苯二甲酸和3,3’-二氨基联苯二胺缩聚合成的，具有刚性结构，而且加工性差，使其应用范围受到一定的限制。
在分子主链中引入柔性基团（如醚键、砜基、烷基等）[3-5]或体积较大的基团[6]等可以改善聚苯并咪唑的溶解性，但会降低其耐热性能；也有文献报道了将咪唑环上的氢进行芳环取代可以提高聚苯并咪唑的耐热和氧化稳定性[7]；除此之外，在聚合物主链中引入芳杂环结构可以提高聚合物的耐热性能，如吡啶、三唑等[8]。
本文通过在聚苯并咪唑的分子主链中引入扭曲、非公平面二氮杂萘酮联苯结构，以改善其溶解性能，同时赋予其优异的耐热性，报道了一系列新型含二氮杂萘酮联苯结构的聚苯并咪唑均聚物和共聚物的合成、表征和性能。
PPBI NH N NN H O N N O n N H N N H N NN HH NN O N N O coPPBI m n Scheme 1 Structures of polybenzimidazole containing phthalazinone moiety (PPBI and coPPBI ) 本文采用溶液缩聚法合成聚苯并咪唑，以自制的二酸单体4-[4-（4-羧基苯氧基）苯基]-2-（4-羧基苯基）二氮杂萘-1-酮（DHPZ-DA ），为二酸单体，与3,3’-二氨基联苯胺（DAB ）进行缩聚反应，制备了含二氮杂萘酮联苯结构聚苯并咪唑均聚物（PPBI ）；并以DHPZ-DA 和间苯二酸（IPA ）为二酸单体，采用不用摩尔配比，与DAB 进行共缩聚（coPPBI ），制备了一系列具有不同二氮杂萘酮联苯结构含量的聚苯并咪唑共聚物。
V ol 36N o 8 36 化 工 新 型 材 料N EW CH EM ICAL M A T ERIA L S 第36卷第8期2008年8月作者简介:马涛(1978-),男,兰州大学高分子化学与物理专业在读博士,师承李彦锋教授,从事于耐高温高分子材料的研究。
联系人:李彦锋。
聚苯并咪唑的合成及应用研究进展马 涛 李彦锋* 赵 鑫 邵 瑜 宫琛亮 杨逢春(兰州大学化学化工学院,兰州大学生物化工及环境技术研究所,兰州730000)摘 要 介绍了国内外有关聚苯并咪唑高分子材料的研究状况。
论述了聚苯并咪唑的发展,二元酸和四胺单体的合成方法、聚合工艺、种类及国内外应用状况,并对聚苯并咪唑的发展方向和研究热点进行了分析。
关键词 聚苯并咪唑,单体合成,聚合,应用Progress on synthesis and application of polybenzimidazolesM a Tao Li Yanfeng Zhao Xin Shao Yu Go ng Chenliang Yang Feng chun (College of Chemistr y and Chemical Eng ineering ,Institute of Biochemical Eng ineering &Environmental Technolog y,Lanzhou U niversity ,Lanzhou 730000)Abstract T he pro g ress of polybenzim idazoles was reviewed.T he char act er o f polybenzimizo les on phylog eny ,monomer,poly merization technolog y,and applicatio ns w ere detailedly descr ibed,meanwhile,the develo pments of po ly benzim izo les w ere obviously presented.Key words po ly benzimidazo le,monomer sy nthesis,polymer ization,applicat ion随着航天技术的发展,特别是航天器飞行速度和有效载荷与结构质量比的提高,耐高温先进复合材料正在成为最主要的航天结构新材料。
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 4 期具有烷基磺酸侧链的凝胶型聚苯并咪唑质子交换膜的制备与表征朱泰忠1，张良1，黄泽权1，罗伶萍1，黄菲1，薛立新1，2（1 浙江工业大学化工学院膜分离与水科学技术中心，浙江 杭州 310014；2温州大学化学与材料工程学院，浙江 温州 325035）摘要：磷酸（PA ）掺杂聚苯并咪唑（PBI ）以其优异的热化学稳定性和高玻璃化转变温度成为高温质子交换膜燃料电池（HT-PEMFCs ）的首选材料。
然而，由于低温下磷酸较弱的解离度和传递速率，导致膜的质子传导性能不佳，电池冷启动困难。
因此，研发可在宽温湿度范围内高效运行的高温质子交换膜成为当前挑战。
特别是拓宽其低温运行窗口、实现冷启动对这类质子交换膜燃料电池在新能源汽车领域的实际应用具有重要意义。
本文通过多聚磷酸溶胶凝胶工艺与内酯开环反应设计并合成了一系列磷酸掺杂的具有柔性烷基磺酸侧链的凝胶型聚苯并咪唑质子交换膜。
重点探究了烷基磺酸的引入以及侧链长度对磷酸掺杂水平、不同温湿度下的质子传导率及稳定性的影响规律。
研究结果表明，所制备的质子交换膜具有凝胶型自组装片层堆叠的多孔结构，有利于吸收大量磷酸并提供质子快速传输通道。
其中，PA/PS-PBI 展现出了在宽温域范围内均优于目前所报道的其他工作的质子传导性能。
特别是常温下，其质子传导率从原膜的0.0286S/cm 提升至0.0694S/cm 。
80℃下，其质子传导率从原膜的0.1117S/cm 提升至0.1619S/cm 。
200℃下，其质子传导率从原膜的0.2609S/cm 提升至0.3578S/cm 。
此外，该膜在80℃和0%相对湿度（RH ）条件下仍可具有与Nafion 膜在100%RH 时相当的质子传导率，为打破质子交换膜经典定义、实现宽温域（25~240℃）运行提供新的方案。
专利名称：一种聚苯并咪唑类树脂的制备方法专利类型：发明专利
发明人：沈晶茹,李利红
申请号：CN202111185144.5
申请日：20211012
公开号：CN114058013A
公开日：
20220218
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种聚苯并咪唑类树脂的制备方法，是由具有式2所示化学结构的芳族四胺与具有式3所示化学结构的六氯丙酮在反应溶剂中、于45～55℃下反应得到具有式1所示化学结构的聚苯并咪唑类树脂，其化学反应式如下：其中，R为四价芳基核，化合物2中的四个氨基成对出现在R中相邻碳原子的邻位碳原子上，n选自10至100中的任一整数。
本发明提供的制备方法，芳族四胺与六氯丙酮在45～55℃下反应即可制得聚苯并咪唑类树脂，操作简单，绿色环保、反应条件温和、生产效率高，适用于工业化生产聚苯并咪唑类树脂。
申请人：上海工程技术大学
地址：201620 上海市松江区龙腾路333号
国籍：CN
代理机构：上海海颂知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：马云
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含苯并咪唑分子的合成及表征亓昭鹏;程兴;李佩玉【摘要】A novel benzimidazole-containing compound, i.e. 3-（2-benzimidazolylmethyl）-1, 5-diamino- 3-azapentane is synthesized by a four-step reaction of protection, cyclization, substitution and hydrolysis, using chemical materials like diethylenetriamine, 1,2-diaminobenzene, and chloroacetic acid, etc. And then the structure of the compound is characterized by IR and 1H NMR.%以二乙烯三胺、邻苯二胺、氯乙酸等为原材料，经过保护，环化，取代，水解等步骤，得到了一个新颖的苯并咪唑的衍生物3-（2-甲基苯并咪唑）-1，5-二胺-3-氮杂戊烷，并通过红外光谱、核磁共振确定其结构。
【期刊名称】《黄山学院学报》【年(卷),期】2012(040)003【总页数】2页(P48-49)【关键词】3-（2-甲基苯并咪唑）-1;5-二胺-3-氮杂戊烷;合成;二乙烯三胺;邻苯二胺【作者】亓昭鹏;程兴;李佩玉【作者单位】黄山学院化学化工学院,安徽黄山245041;黄山学院化学化工学院,安徽黄山245041;黄山学院化学化工学院,安徽黄山245041【正文语种】中文【中图分类】O614.241苯并咪唑类化合物是一类具有良好生物活性的杂环化合物，广泛用于药物中间体、杀菌剂、驱虫剂等，在抗癌、镇痛、抗风湿、抗病毒等方面都有重要的药用价值。
[1-3]而且，含苯并咪唑类化合物具有较强的配位能力，也是配位化学领域中一个十分活跃的课题，常被用作超氧化物歧化酶活性中心的模拟物等。
聚苯并咪唑胶粘剂的合成一、聚苯并咪唑的合成及性能聚苯并咪唑是杂环高分子中第一个被考虑作为耐高温结构胶粘剂的，它是从3，3’-二氨基联苯胺（DAB）和间苯二甲酸二苯酯进行熔融缩聚反应制得。
合成聚苯并咪唑的方法除熔融缩聚以外，还可以用溶液缩聚方法合成，而不同方法制备的聚苯并咪唑，其粘度也不相同。
聚苯并咪唑的特点是瞬时耐高温性优良，在538℃不分解，而聚酰亚胺的分解温度比它低。
到目前为止，研究得比较多的是聚[2，2’-间苯基-5，5’-二苯并咪唑]。
它的预聚物能溶于二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基乙酰胺（DMAc）、二甲基亚砜（DMSO），N-甲基吡咯酮（NMP）、六次甲基磷酰胺（HMPA）、甲酸、硫酸等强极性溶剂中。
在70%硫酸或25%氢氧化钾溶液中不分解，在浓盐酸中加热也不溶解。
但预聚物再400℃处理一段时间待固化完全后，分子量增大，溶解度降低，就成为不溶不熔的树脂而难以加工成型。
因此在应用过程中先制成低分子量的预聚物。
这种低分子量的预聚物，具有比较好的流动性和对基材的浸润性。
作为胶粘剂和复合材料所需的树脂，一般是二聚体和三聚体，不过这就意味着在进一步缩合中会产生挥发分（水与苯酚），致使胶层及界面上出现针孔。
若大面积胶接则必须在高温（399℃）和加压0.686MPa下固化。
研究表明聚苯并咪唑核上NH的H原子是氧化破坏的活性中心，如用苯基C6H5-或甲基CH3-来取代该H原子，则高聚物的性能发生一定的变化。
当R=C6H5-时，热稳定性比未取代的略佳，但高聚物是热塑性的，应力受到了限制。
研究还表明甲基的取代位置对高聚物的性能有很大的影响，此外，在聚苯并咪唑的主链中引入氧、硫、亚甲基或其他基团可以改变聚苯并咪唑的性能。
比如引入醚键可以增加聚苯并咪唑的溶解性和分子链的柔性，改进成膜性能，还有良好的耐热性，但醚键的位置对热稳定性有一定的影响。
间苯二乙酸和间苯二甲酸混合物与DAB起反应制得的高聚物性能较好，溶解性也有改进，所有聚合反应都是在170℃多聚磷酸（PPA）中进行的。
