含咪唑基团的聚酰亚胺薄膜的制备及性能

为了探究适用于柔性印刷线路板的高热稳定性、低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜,将3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(3,3’,4,4’-BPDA)与4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-ODA)和2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑(DAPBI)单体进行聚合,通过改变2种二胺的用量制备了一系列不同二胺比例的聚酰亚胺薄膜。采用红外、紫外、热重分析、差示扫描量热、动态力学热分析、热机械分析多种测试方法对不同比例薄膜样品的热性能、热稳定性、动态力学性能和光透过性进行了研究。研究结果表明,随着刚性DAPBI组分的增加,所制备薄膜的玻璃化转变温度逐渐升高,耐热性能变好,储能模量从3.5 GPa逐渐增加到5.9 GPa;薄膜的热膨胀系数(CTE)明显减小。当二胺ODA与DAPBI的摩尔比为4:6或5:5时,共聚薄膜的CTE值最接近18×10^-6K^-1。     

具有更佳尺寸稳定性的含噁唑基团的聚酰亚胺薄膜材料

采用4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-ODA)与2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并噁唑(DAPBO)作为二胺单体,通过改变二者的摩尔比,与3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(s-BPDA)聚合,制备得到了一系列含有噁唑基团结构的聚酰亚胺薄膜。系统地对薄膜样品进行了红外光谱、差示扫描量热分析、热失重分析、动态力学热分析、热机械分析等表征。研究发现,随着二胺中DAPBO占比的增加,聚酰亚胺薄膜的热稳定性及玻璃化转变温度升高、热膨胀系数减小;当ODA与DAPBO的摩尔比为4:6时,聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数与铜最接近,有望应用于柔性印刷线路板领域。     

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℃.     

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.     

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.     

二胺结构对线形缩聚型聚酰亚胺性能的影响

以3,3',4,4'-二苯醚二酐(OPDA)与六种不同结构的二胺在N,N-二甲基乙酰胺中通过逐步聚合,合成了线性缩聚型聚酰胺酸,并通过热关环制备了聚酰亚胺,探讨了二胺结构对其热性能及粘接性能的影响.红外分析表明,固化后的聚酰亚胺已经完全酰亚胺化.差示扫描量热(DSC)结果表明,聚酰亚胺具有较高的玻璃化转变温度,并随着结...     

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。     

可溶性含羟基聚酰亚胺的制备及其性能研究

合成了含羟基的二胺单体4,4′-二氨基-4″-羟基三苯甲烷(DHTM),并将该单体分别同六氟异叉丙基二苯四羧酸二酐(6FDA),3,3′,4,4′-二苯醚四羧酸二酐(ODPA)和4,4′,-二(4,4′,-异丙叉二苯氧基)四羧酸二酐(BPADA)反应制备了3种结构的聚酰亚胺。溶解性实验表明,这3种聚合物在非质子极性溶剂中均显示出良好的溶解性。此外,还对聚酰亚胺薄膜进行了拉伸和动态机械热性能测试。     

含螺环结构的二胺及其聚酰亚胺的合成与性能

首先,以双酚A和甲磺酸反应合成出3,3,3',3'-四甲基-6,6'-二羟基-1,1'-螺旋双茚满,然后与2-氯-5-硝基三氟甲苯反应得到3,3,3',3'-四甲基-6,6'-双[4-硝基-2-三氟甲基苯氧基]-1,1'-螺旋双茚满,最后在Pd/C-水合肼还原作用下得到3,3,3',3'-四甲基-6,6'-双[4-氨基-2-三氟甲基苯氧基]-1,1'-螺旋双茚满。采用上述二胺单体分别与1,2,3,4-环丁烷四酸二酐、均苯四甲酸二酐、联苯二酐、3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐和六氟二酐通过两步法制备出6种含螺环结构的聚酰亚胺(PI)。采用核磁、红外光谱、X射线衍射、紫外-可见光谱、热重分析、差示扫描量热分析和溶解性测试等手段表征了所得化合物和PI的结构与性能。研究结果表明,这些含螺环的PI主要表现为非晶结构和较大的分子链间距离,且具有良好的溶解性、光学性能和热性能。     

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.     

溶胶-凝胶法制备聚酰亚胺/SiO2杂化薄膜及性能研究

以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,4,4′-(六氟异丙烯)二酸酐(6FDA)为二酐单体,4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为二胺单体,采用无水溶胶-凝胶法制备聚酰亚胺(PI)/二氧化硅(SiO_2)杂化薄膜(PI-SiO_2)。将3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APS)通过化学键合连接到PI分子链上,使SiO_2颗粒在PI基体中均匀分散。研究了PI-SiO_2杂化薄膜的光学性能和热学性能。随着SiO_2含量的增加,PI-SiO_2杂化薄膜的黄色指数明显降低。在SiO_2添加量为40%(wt,质量分数)条件下,制得的PI-SiO_2的玻璃化转变温度最高为314.7℃,热膨胀系数(CTE)为27.65×10-6/℃,具有较好的热性能。     

共聚制备低热膨胀透明聚酰亚胺薄膜

为了在尽量不影响其透光性的前提下解决含氟聚酰亚胺薄膜热膨胀系数(CTE)过大的问题,以4,4′-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)、4,4′-二氨基-2,2′-双三氟甲基联苯(TFMB)和3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐(BPDA)为原料,通过两步法合成了5种BPDA掺杂量分别为0、10%、20%、30%和40%的共聚PI薄膜,并采用红外光谱分析(IR)、热重分析(TGA)、热机械性能分析(TMA)等方法对其性能进行了表征.分析表明:共聚薄膜的热性能相比均聚薄膜有所提高;薄膜的介电常数与BPDA的含量成正比,而其在可见光领域的透光率与BPDA的含量成反比;在BPDA含量较低时,薄膜的拉伸强度和弹性模量随BPDA含量的增加而增大,但当BPDA摩尔分数超过30%时其力学性能开始降低;随着共聚单体含量的上升,薄膜的热膨胀系数大幅减小.     

聚脲-聚酰亚胺嵌段共聚物的制备及表征

以4,4′-二氨基二苯醚(ODA)、4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)为原料,首先合成端氨基聚酰胺酸和端异氰酸酯基聚脲,然后将2个均聚物偶联,制备3种聚脲链段含量不同的聚脲-聚酰亚胺嵌段共聚物。通过红外分析、X射线衍射、热重分析、差示扫描量热分析和热膨胀系数测试对嵌段共聚物的结构和性能进行了表征。结果表明,聚脲-聚酰亚胺嵌段共聚物具有较好的热稳定性,失重5%的温度T_(5%)在330℃以上;热失重曲线出现2个失重台阶;聚脲链段含量的增加,使玻璃化转变温度升高,热膨胀系数降低;聚脲-聚酰亚胺嵌段共聚物在酸性介质中比在碱性介质中更稳定。     

可重复使用型耐溶剂聚酰亚胺纳滤膜的研制

以芳香二酐和自制的3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二苯甲烷(DMMDA)二胺为单体,N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,从分子结构的角度出发,设计合成了聚酰胺酸溶液,经化学亚胺化反应制备了高相对分子质量的可溶性聚酰亚胺材料,进一步通过浸没-沉淀相转化法制备出聚酰亚胺基纳滤膜。通过红外光谱、核磁、热重分析、扫描电镜、原子力显微镜等对合成单体和聚酰亚胺基纳滤膜的结构和性能进行了分析和表征。结果表明,成功地合成了DMMDA二胺单体,以该单体为原料制备的聚酰亚胺基纳滤膜具有较高的分离性能,对酸性红94的截留率高达92%,同时具有良好的耐溶剂性及重复使用性。     

热塑性共聚聚酰亚胺薄膜的合成及性能研究

以2,2′-二甲基-4,4′-二氨基联苯(m-TB)为二胺单体,均苯四甲酸二酐(PMDA)和3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)为二酐单体,N,N′-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,采用常规的两步法制备了一系列不同二酐比例的热塑性聚酰亚胺,并通过红外光谱仪、X-射线衍射仪、热重分析仪、紫外光谱仪、动态热分析仪、溶解性测试等对共聚聚酰亚胺的结构和性能进行表征.结果表明:在1 780、1 720、1 500、1 380、1 050和725 cm~(-1)处出现明显的吸收峰,说明成功制备了聚酰亚胺材料;共聚聚酰亚胺只在PMDA与BPDA物质的量比为0.2∶0.8时存在结晶峰,其他比例时均为非晶聚合物;亚胺化后的共聚聚酰亚胺在DMSO、DMAc、DMF、NMP和m-cresol中有溶解性,证明成功制备出热塑性聚酰亚胺薄膜;热塑性共聚PI起始分解温度大于500℃,800℃时的质量保持率在50%以上,具有良好的热稳定性;随着聚合物中BPDA含量的提高,热塑性聚酰亚胺薄膜的玻璃化转变温度呈现下降的趋势.当紫外光波长达到400 nm时,薄膜的透光率高达57.6%,当波长为760 nm时,薄膜透光率均达到100%,成功制备了透光率较高的聚酰亚胺薄膜.     

一类含双叔丁基苯结构聚酰亚胺的合成与性能

通过分子设计制备一种含双叔丁基结构的刚性芳香二胺单体——4,4′-二氨基苯基-3″,5″-二叔丁基甲苯,将该二胺单体分别与3种不同的商品化芳香二酐(3,3′,4,4′-联苯四酸二酐(BPDA)、3,3′,4,4′-二苯醚酐(ODPA)、3,3′,4,4′-二苯酮四酸二酐(BTDA))采用一步高温缩聚制备了3种新型聚酰亚胺NPI(3a～3c)。该类聚酰亚胺具有优异的溶解成膜性能,在室温可溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、间甲酚等高沸点溶剂中,在加热时还能溶解于CHCl_3,CH_2Cl_2,THF等低沸点溶剂,并可通过其聚合物溶液浇铸得到柔韧的薄膜;所制聚酰亚胺薄膜具有优良的热性能,玻璃化转变温度(T_g)范围为262～303℃,在N_2中质量损失10%的温度超过523℃;具有优异的光学性能,所制薄膜还具有较浅的颜色和良好的光学透过性,在450 nm波长光下的透光率为69%～76%,截止波长为341～353 nm。     

联苯酐型聚酰亚胺胶粘剂的合成与性能

以联苯二酐和三种含有醚键结构的二胺——4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)、3,4'-二氨基二苯醚(3,4'-ODA)和1,3-二(4-氨基苯氧基)苯(1,3,4-APB)为原料,在N N-二甲基乙酰胺中通过逐步聚合反应,合成了三种含有柔性二胺结构的线性聚酰亚胺。分析了不同的溶剂及含水量对粘接性能的影响。考察了不同的分子结构对聚酰亚胺粘接性能和热性能的影响。通过红外分析,固化后的聚酰亚胺已经完全酰亚胺化;通过热失重分析发现,三种线性聚酰亚胺的热分解温度均在500℃以上,且由4,4'-ODA制得的聚酰亚胺(PI)耐热性能优于其余两种;热机械分析表明,1,3,4-APB具有最小的玻璃化转变温度。     

热和化学亚胺化对ODPA/ODA聚酰亚胺薄膜性能的影响

以4,4'-二胺基二苯醚(ODA)和3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐(ODPA)为单体,采用两步法,分别经热亚胺化和化学亚胺化过程制备了两种聚酰亚胺(PI)薄膜,并对两种薄膜的性能进行了表征.傅立叶红外光谱(FT-IR)表明两种薄膜均已完全亚胺化.化学亚胺化的PI薄膜的玻璃化温度、热稳定性均高于热亚胺化的薄膜.拉伸性能测试表明热亚胺化的薄膜具有较高的断裂伸长率,而化学亚胺化的薄膜的拉伸强度、弹性模量较大.     

4,4'-对苯二甲酰二邻苯二甲酸酐和均苯四甲酸酐共聚酰亚胺的合成与性能

以4,4'-对苯二甲酰二邻苯二甲酸酐(TDPA)和均苯四甲酸酐(PMDA)为芳二酐单体,与4,4'-二氨基二苯醚(ODA)经溶液缩聚、热亚胺化制得PMDA/TDPA共聚酰亚胺薄膜,并用红外光谱、热重分析、差示扫描量热分析、力学性能测试等对薄膜的结构和性能进行表征。结果表明,在聚酰亚胺分子主链引入双酮基结构单元后,共聚酰亚胺树脂玻璃化转变温度(Tg)随着TDPA比例的增加逐渐下(Tg为322~285℃),溶剂流延成膜的加工性能得到显著改善,薄膜仍具有优良的热氧化稳定性和力学性能,5%热分解温度(Td5%)为517~550℃,拉伸强度为111~148 MPa。     

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.