高性能材料的研究一直是一项国家战略,苯并杂环类聚合物因其优异的耐高温性、尺寸稳定性和耐氧化性而备受关注,其中的苯并咪唑作为一类重要的热塑性树脂在高性能材料的世界市场上占据着一定的份额,它不仅能制成纤维被用于防火阻燃织物,还能加工成薄膜被用于渗透膜和气体分离膜,酸参杂的聚苯并咪唑薄膜被用作高温质子导电膜,作为一类蓝色荧光材料在光电领域也有潜在的应用价值。经典的聚苯并咪唑合成方法是二元酸和芳香四胺经缩聚制备的,高昂的制备成本限制了它的大规模工业化生产,目前对聚苯并咪唑的研究主要集中在对它的改性和与其他材料的共混,因此研究一种新的合成方法对高性能材料的发展具有重要意义。六氯丙酮可以和邻苯二胺反应生成联苯并咪唑,该法原料易得,产物单一,后处理方便,反应条件温和、效率高。当掺入四官能单体时,这一方法的合成知识可以容易地应用于聚合物体系。但是六氯丙酮成环反应的研究非常欠缺,机理尚未明确。本文完善了六氯丙酮和邻苯二胺反应的研究。首先将反应的条件进行了优化,明确了溶剂对反应无影响后,确定了一条用水作溶剂的绿色合成路径,并将该法成功用于联苯并噻唑的制备。接着用液相跟踪确定了两个反应中间体及其和产物之间的相互转化关系,用气相-质谱联用仪、液相-质谱联用仪确定了两个对空气、可见光敏感中间体的结构,并在六氟丙酮的对照实验中得到了产物2,3-二氨基酚嗪,确定了氯离子离去对该成环反应起关键作用。最终确定了反应机理:六氯丙酮先和一分子邻苯二胺生成2-三氯甲基苯并咪唑中间体,经氧气氧化和氯离子离去后与另一分子邻苯二胺反应得到N-(2-氨基苯基)-2-苯并咪唑甲酰胺中间体,后在光照下经分子内脱水成环得到联苯并咪唑。在明确了六氯丙酮成环反应机理的条件下,首先制备了均苯四胺盐酸盐,然后商业购买的联苯四胺一起,两者分别与六氯丙酮在可见光作用下制备聚合物,最后成功得到了聚苯撑二咪唑,测得其熔点温度为310℃、结晶点温度是360℃左右。此外,还制备了2,5-二巯基对苯二胺盐酸盐,但是由于体系中氢氧化钾的存在没有得到聚苯撑二噻唑。本文提出了一种绿色简便的六氯丙酮成环法,替代聚苯并咪唑传统的二胺缩聚法。该法得到的聚苯撑二咪唑结构序列中苯并咪唑以头对头的方式直接连接,这与传统的掺入苯环的聚苯并咪唑的结构序列不同,是仅掺入苯并咪唑基序的苯并咪唑聚合物,能对高性能材料的发展起到推进作用。