浅色可溶含氟聚酰亚胺的合成与性能研究

利用含氟二胺2,2一双[4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷分别与1,2,3,4-环丁烷四酸二酐、均苯四甲酸二酐、3,3,,4,4'-联苯四酸二酐、3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐和3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐进行低温缩聚反应,经热酰亚胺化制备出5种含氟聚酰亚胺(PI)薄膜,均表现出优良的综合性能.其中,含脂环PI薄膜在可见光波长范围内(400～700nm)具有优异的光学透明性,450nm处的透光率为84.6%,紫外截止波长为307.2nm,近乎无色透明,且5种含氟PI在光通讯波段(1.30μm和1.55μm)无明显吸收;这些含氟PI均具有良好的溶解性;除含脂环PI的热稳定性稍差外,4种芳香PI薄膜的5%热失重温度均超过519℃,具有良好的热稳定性.     

6FAPE基含氟聚酰亚胺的结构与性能研究

利用含氟二胺单体4,4'-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)二苯醚(6FAPE),分别与1,2,3,4-环丁烷四酸二酐(CBDA)、3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐(ODPA)、3,3',4,4'-联苯四酸二酐(BPDA)、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)和均苯四甲酸二酐(PMDA)进行低温缩聚反应,经热酰亚胺化制备出5种聚酰亚胺(PI)薄膜,考察了其光学透明性和热性能,研究了聚酰亚胺分子结构与性能的关系.结果表明,CBDA基含氟PI薄膜在可见光波长范围内(400～700nm)具有优异的光学透明性,450nm处的透光率为84.6%,且5种含氟PI薄膜在光通讯波段(1.30μm和1.55μm)均无明显吸收;除CBDA外,含氟PI薄膜均具有良好的热稳定性,5%热失重温度超过530℃;5种含氟PT薄膜的玻璃化转变温度Tg均在200℃以上,且CBDA基舍氟PI薄膜的Tg最高,达到265.5℃.     

可溶性透明含氟聚酰亚胺薄膜的合成与性能

利用3种二胺单体1,4-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯、4,4’-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)二苯醚和4,4’-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)六氟丙烷分别与3种二酐单体1,2,3,4-环丁烷四酸二酐(CBDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)和3,3’,4,4’-二苯醚四酸二酐(ODPA)进行低温溶液缩聚反应,再经热酰亚胺化制备出9种聚酰亚胺(PI)薄膜。结果表明,这些PI具有较好的溶解性,可溶解于氨型强极性溶剂,在弱极性溶剂中也有一定的溶解性;CBDA和ODPA基PI在450 nm处的透光率超过80%,且CBDA基PI的紫外截止波长为310 nm,更接近无色,但其热稳定性最差,5%热分解温度在420℃左右,而PMDA和ODPA基PI的热稳定性较好。     

双胺芴基聚酰亚胺的合成及性能

以9,9-双(4-氨基苯基)芴(BAF)为二胺,分别与6种二酐单体——均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3’,4,4’-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸酐(BTDA)、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)、4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)和1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐(CBDA),经室温溶液缩聚反应得到聚酰胺酸溶液,再经化学酰亚胺化反应得到芴基聚酰亚胺(PI)。采用红外光谱、差示扫描量热分析、热重分析、溶解性测试及气体分离性能测试等手段对PI的结构和性能进行了表征。所合成的PI在N-甲基吡咯烷酮(NMP)等强极性溶剂中均具有良好的溶解性,且表现出良好的热性能,玻璃化转变温度(Tg)均在300℃以上,芳香族PI的起始热分解温度也均超过500℃,经600℃热处理的芴基PI,表现出了较好的气体渗透性能,但PI-CBDA膜的气体通量最小。     

高透明度可溶性聚酰亚胺共聚物的合成与表征

将含有柔性异亚丙基团的4,4'-(4,4'-异亚丙基二苯氧基)双苯酐(BSAA)与3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐(ODPA)共同作为二酐单体与4,4'-二氨基二苯砜(DDS)共聚得到含砜基的聚酰亚胺,研究了共聚物在多种常用溶剂中的溶解性,并检测了共聚物薄膜的可见光透过性能和玻璃化转变温度,探讨了共聚物的溶解性、光透过性能以及玻璃化转变温度与柔性单体含量之间的关系.     

无色透明耐高温聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究

分别采用两种联苯型二酐单体,对称结构的3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐(s-BPDA)以及不对称结构的2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐(a-BPDA)与含氟芳香族二胺1,4-双(4'-氨基-2'-三氟甲基苯氧基)联苯(TFDAB)通过两步缩聚法制备了两种聚酰亚胺材料PI-1(s-BPDA/TFDAB)与PI-2(a-BPDA/TFDAB).研究结果表明,不对称结构可以显著增加PI薄膜在可见光区的透明性.25μm厚的PI-2薄膜在450nm处的透光率达到93%,而同样厚度的PI-1薄膜的透光率只有67%.此外,在PI分子结构中引入不对称结构不会牺牲材料的耐热稳定性、力学性能与介电性能.     

RTM成型聚酰亚胺树脂的合成与性能研究

使用4-苯乙炔苯酐(4-PEPA),3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐(ODPA),3,4-二氨基二苯醚(3,4-ODA),1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(1,3,4-APB)和1,4-双(4'-氨基-2'-三氟甲基苯氧基)苯(6FAPB)分别合成了六种设计分子量为1250的聚酰亚胺低聚物RTM1-6,并对低聚物的熔体黏度及熔体黏度稳定性和热性能等进行了系统研究.实验结果表明,用含有醚键及氟原子的混合二胺合成的系列树脂,其熔体黏度较低,熔体稳定性较好,可用于RTM成型工艺.但树脂的玻璃化转变温度相对较低.     

2,5-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)叔丁基苯及其聚酰亚胺的制备和性能研究

通过两步反应制备得到2,5-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)叔丁基苯,将其分别与均苯四甲酸二酐(PM-DA)、3,3’,4,4’-四羧酸二苯醚二酐(ODPA)、3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐(BTDA)、3,3’,4,4’-联苯四酸二酐(BPDA)、双酚A二酐(BPADA)通过缩聚和热亚胺化制备得到5种性能优异的聚酰亚胺薄膜。结果表明薄膜的玻璃化转变温度(Tg)高于210℃,起始分解温度高于510℃;吸水率低于0.9%;介电常数介于2.90～3.15之间;杨氏模量在1.48～2.27GPa之间。     

含氟半脂环透明聚酰亚胺薄膜的制备和性能

分别将脂环族二酐单体1,2,3,4-环丁烷四酸二酐(CBDA,Ⅰ)、1,2,4,5-环戊烷四酸二酐(CPDA,Ⅱ)和1,2,4,5-环己烷四酸二酐(CHDA,Ⅲ)与芳香族含氟二胺1,4-双(4-胺基-2-三氟甲基苯氯基)苯(6FAPB,a)和4,4′-双(4-胺基-2-三氟甲基苯氧基)联苯(6FBAB,b)反应制备两个系列的含氟半脂环族聚酰亚胺(PI),研究了PI薄膜的热性能和光学性能.结果表明,制备出的PI薄膜具有良好的热稳定性,在氮气中起始热分解温度超过450℃、玻璃化转变温度超过250℃,在可见光范围内(400-700 nm)具有优良的透明性,450 nm处的透过率超过88%.两类PI薄膜在光通讯波段(1.30μm与1.55μm)均没有显著的吸收.     

共聚物链结构对共聚型含氟聚酰亚胺薄膜性能的影响

以4,4'-二氨基-2,2'-双三氟甲基联苯(TFMB)、4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)和3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐(BPDA)为反应单体,改变非含氟BPDA单体在二酐中的配比和加料方式制备出一系列共聚型含氟聚酰亚胺(PI)薄膜并表征和分析其性能,研究了共聚物链结构对其性能的影响。结果表明,BPDA单体的加料方式及其在二酐单体中的比例均影响薄膜的性能。共聚型含氟PI薄膜在室温下均溶于非质子极性溶剂,且在可见光范围内有较高的透光率。随着非含氟二酐单体BPDA含量的提高薄膜的光学性能略有降低而其热性能和力学拉伸性能提高。非含氟二酐单体占二酐单体的比例为68.97%的共聚型PI薄膜,在500 nm处的透过率达到96.01%;非含氟二酐单体占二酐单体比例为35.71%的共聚型PI薄膜失重10%的热分解温度为595.23℃,拉伸强度为100.98 MPa。同时,BPDA加料方式的改变对共聚型PI薄膜的光学性能、热学性能和力学拉伸性能均有不同程度的影响。     

Synthesis and characterization of novel,soluble sulfur-containing copolyimides with high refractive indices

High refractive index, colorless polymers with high temperature resistancy are of great industrial interest. In this study, new sulfur-containing copolyimides with high refractive indices have been synthesized via polycondensation reaction using 4,4′-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride (6FDA) and 3,3′,4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride (DSDA) as dianhydride monomers, and 4,4′-diaminodiphenyl sulfide (4,4′-SDA) and 2,3,5,6-tetramethyl-1,4-phenylene diamine (4MPD) as well as 3,3′-diaminodiphenyl sulfone (3,3′-DDS) as diamino monomers. The resulting copolyimides are amorphous and soluble in common organic solvents such as dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone. They also exhibit very good optical properties such as high transparency (>88% at 589.6 nm) for samples with a thickness of 120–150 μm. Furthermore, higher refractive indices ranging from 1.64 to 1.72 at visible wavelengths compared to currently applied polymer materials, which show refractive indices between 1.5 and 1.6, are found. In addition, the copolyimides synthesized in this study show high thermal stability with glass transition temperatures between 273 and 306 °C.     

可溶性ODA-ODPA-BPADA共聚聚酰亚胺的合成与性能

用4,4′-二氨基二苯醚（ODA）作为二胺,3,3′,4,4′-二苯醚四羧酸二酐（ODPA）及2,2-双[4-（3,4-二羧基苯氧基）苯基]丙烷二酐（BPADA）作为二酐,以N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂,通过常规的两步法,合成了可溶性共聚聚酰亚胺。用红外光谱（FT-IR）、差示扫描量热（DSC）、热重分析（TG...     

含异丙基和联苯结构可溶性聚酰胺的合成与表征

一种新型含异丙基和大侧基联苯结构二胺单体3,3'-二异丙基-4,4'-二氨基苯基-4″-苯基甲苯(PAPT),与3种二酐通过Yamazaki膦酰化法缩聚制得3种聚芳酰胺薄膜。研究表明,聚合物具有良好的溶解性能,常温下能溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)等溶剂;具有突出的热性能,玻璃化转变温度均高于209℃,氮气氛围下10%热失重温度高于465℃;光学性能优良,截止波长范围在317~338nm,透过率超过80%的波长都大于445 nm。     

Effect of the adding of rod-like attapulgite upon the properties of polyimides produced by random copolycondensation

A series of polyimides (PIs) and polyimide/attapulgite (AT) composite films was successfully prepared by random copolycondensation. The polyimides were synthesized based on 4,4′-diaminodiphenyl ether, 2,2-bis[4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl]propane dianhydride (BPADA), and 4,4′-oxydiphthalic anhydride (ODPA). By adjusting the ratio of BPADA and ODPA, three different types of anhydride group-terminated PIs were obtained. AT was functionalized by chemical modification with γ-aminopropyltriethoxysilane and then chemical bonded with PI via reaction between amino group and anhydride group, resulting in stable PI/AT composites. The structure and properties of PIs and PI/AT composites were characterized by FTIR, XRD, TG, SEM, DSC, DMA, mechanical measure, and so on. Comparison was given between PIs and PI/AT composites. Results showed that all PIs had good thermal stability and mechanical properties with glass translation temperature (T _g) over 210 °C, 5 % weight loss temperature (T _d,5%) over 494 °C and tension strength of 84–89.9 MPa, breaking elongation around 7 %. More stable, flexible, and much stronger films were obtained after adding 5 wt% AT, which showed 535–548.5 °C, 85.8–118.9 MPa, and 10.3–24.7 % in T _d,5%, tension strength, and breaking elongation, respectively. Much interestingly, we found that AT had the greatest effect on PI-2, the yielding of which occurred during mechanical measure, and PI/AT-2 composite displayed excellent comprehensive properties.     

一种耐高温聚酰亚胺胶粘剂的合成

以醚胺(ODA)、砜胺(DDS)和醚酐(ODPA)、酮酐(BTDA)为原料,采用冷却法和加热法分别合成了一种耐高温聚酰亚胺胶粘剂。通过搭接试验和聚酰亚胺膜结构表征,比较了两种不同合成方法所得聚酰亚胺胶粘剂的性能差异。通过试验选择了亚胺胶的搭接工艺和固化工艺,从而使聚酰亚胺胶粘剂的粘接性能达到最佳。     

一类具有高光学透明、高可溶聚酰亚胺薄膜的合成与表征

以2,6-二甲基苯胺和苯甲醛为原料,经一步合成反应,制得了一种高纯二胺单体α,α-(3,5-二甲基-4-氨基)苯基甲烷(BADP),将其与4种商品化芳香二酐缩聚,制得了一系列主链含3,3′,5,5′-四甲基和甲苯基结构的聚酰亚胺,特性黏度在0.57～0.84dL/g之间。该聚酰亚胺表现出优异的溶解性能和光学性能:室温下不仅可以溶于高沸点的NMP、DMAc、DMF和m-Cresol等溶剂中,还能溶于低沸点的CHCl3、CH2Cl2等溶剂中,而且大部分聚合物在这类溶剂中的溶解度可达10%(质量分数)以上;所制得的聚酰亚胺薄膜颜色浅、透明性高,截断波长在341～365nm之间,500nm处的透过率均超过85%。此外,该系列聚酰亚胺还表现出良好的热学性能和力学性能:玻璃化转变温度在333℃以上,空气和氮气中10%热失重在440℃和500℃以上;其薄膜的拉伸强度、断裂伸长率和起始模量分别在62～95MPa、8.4%～15.5%和2.2～3.5GPa之间。     

不同密度聚酰亚胺泡沫的制备与性能

制备了基于3,3’-4,4’-二苯甲酮四酸二酐(BTDA)、多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)及二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)的聚酰亚胺泡沫,通过改变发泡时的环境压力,制备了不同密度的泡沫;利用红外光谱和扫描电镜对所制备的聚酰亚胺泡沫进行了结构与形貌表征,并对泡沫热性能和压缩强度行了表征。结果表明,所制备的泡沫密度随着制备压力的增大而增加,泡沫密度为7.3~160kg/m~3,红外光谱确认了目标聚合物的合成,泡沫T_g不低于250℃,且具有良好的热稳定性,经过250℃处理的泡沫的T_g达到270℃,T_(d5%)达到404℃,均高于230℃处理得到的泡沫的性能。压缩性能测试表明所制备泡沫压缩强度随着密度增加而增加,当密度为160kg/m~3时,压缩强度达到1.88 MPa。     

含氟-吡啶环聚酰亚胺的合成与性能

用4-苯基-2,6-双[3-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]吡啶(m,p-6FPAPP)作为二胺,3,3′,4,4′-二苯酮四甲酸二酐(BTDA)及2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)作为二酐,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,通过常规的两步法,合成了可溶性含氟聚酰亚胺。用FT-IR、DSC、TGA、UV-vis、溶解性和吸水率测试对聚合物的结构和性能进行了表征。结果表明,FT-IR测试在1780 cm-1、1720 cm-1和1380 cm-1左右出现了聚酰亚胺的特征吸收峰。所得聚酰亚胺在常见溶剂(如间甲酚,DMF,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc),二甲基亚砜(DMSO),N-甲基吡咯烷酮(NMP),四氢呋喃(THF))中可溶解;在氮气氛中,玻璃化转变温度(Tg)为202.1℃~219.7℃,10%失重温度为537.0℃~572.8℃,800℃质量保持率为60.7%~63.1%。PI膜的紫外截止波长为375 nm~380 nm,吸水率为0.55%~0.63%。