溶液缩聚法制备聚酰亚胺绝缘膜及性能研究

以联苯四酸二酐(BPDA)和4,4’-二氨基二苯醚(ODA)为单体原料,利用溶液缩聚法制备聚酰亚胺(PI)绝缘膜,采用XRD、SEM、FT-IR对不同热亚胺化温度合成的PI薄膜结构和表面形貌进行了表征,利用超高阻微电流测试仪测试了热亚胺化温度和粉体含量对PI绝缘膜击穿场强的影响。结果表明,在真空度为1.0×10-2Pa条件下,300℃热亚胺化1h,聚酰亚胺酸(PAA)薄膜完全被热亚胺化,制备的PI绝缘膜内部结构致密;当BPDA和ODA的粉体含量为5%时,PI绝缘膜击穿场强高达2.15MV/cm,表明PI薄膜具有良好的电学性能。     

亚胺化温度对聚酰亚胺纳米纤维结构和性能的影响

利用3,3′,4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)合成得到聚酰胺酸(PAA)纺丝液,采用静电纺丝技术制备得到PAA纳米纤维,通过热亚胺化法获得BTDA-ODA型聚酰亚胺(PI)纳米纤维。用扫描电子显微镜(SEM)表征了热亚胺化前后纳米纤维的形貌特征,利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TGA)表征了不同亚胺化温度对PI纳米纤维的化学结构、结晶性能和热稳定性的影响。结果表明,当亚胺化热处理温度较低时,PAA纳米纤维的亚胺化程度较差。当亚胺化温度达到300℃时,PAA纳米纤维的亚胺化程度基本完全。随着亚胺化温度的升高,纳米纤维的结晶度逐渐增强,热稳定性也逐渐升高。     

以聚醚胺为单体的超支化聚酰亚胺的制备与表征

以聚醚胺(T-403)、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)和3,3′,4,4′-二苯甲酮二酐(BTDA)为单体,采用A2+B3法通过热亚胺化和化学亚胺化得到一系列超支化聚酰亚胺(HBPIs)。通过红外光谱测试(FT-IR)、热重分析测试(TGA)、溶解性测试和X射线衍射分析(XRD)对聚合物进行了结构表征和性能测试。FT-IR表明生成了预期的聚合物;TGA表明合成的超支化共聚PI随着共聚体系中芳香二胺的比例增大,其在N2中5%和10%的热失重温度也随之升高;溶解性测试表明合成的超支化聚酰胺酸具有较好的溶解性,化学亚胺化合成的HBPI溶解性良好;X射线衍射分析(XRD)表明聚合物的结晶度较低。     

静电纺丝技术制备耐高温聚酰亚胺无纺布膜及其性能表征

利用3,3′,4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)合成得到聚酰胺酸(PAA)纺丝液,采用静电纺丝技术制备得到PAA无纺布膜,通过热亚胺化法获得聚酰亚胺(PI)无纺布膜。用扫描电子显微镜(SEM)考察了溶液浓度、纺丝距离、纺丝电压和针头大小对PAA无纺布膜形貌的影响。同时比较了热亚胺化前后PAA和PI无纺布膜的形貌变化。分别采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)和X射线衍射(XRD)表征了它们的化学结构、热稳定性和结晶性。结果表明,制备得到的PI无纺布膜具有优良的耐热性能和微孔结构,使其在耐热分离技术领域有极大的应用价值。     

微波辐射四元共缩聚聚酰亚胺的合成与表征

以3,3′,4,4′-二苯甲酮二酐(BTDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)、4,4′-二氨基二苯砜(DDS)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为单体,采用微波辐射溶液缩聚得到一种四元共缩聚聚酰胺酸(PAA),然后经亚胺化得到聚酰亚胺(PI)。通过对数比浓黏度(ηinh)、红外光谱(FT-IR)、核磁(1H-NMR)、溶解性测试和热重分析(TGA)对聚合物进行了结构表征和性能测试。结果表明,微波辐射能显著提高反应速度、PAA的相对分子质量和产率;FT-IR表明生成了预期的聚合物;1H-NMR表明PAA亚胺化度达95%以上;溶解性测试表明PAA具有较好的溶解性;TGA表明所合成的PI具有较高的热氧化稳定性和热稳定性。     

含砜基及桥联结构聚酰亚胺的合成及其性能研究

以4,4′-二氨基二苯砜(DDS)为二胺单体,3,3′4,4′-二苯酮四羧酸二酐(BTDA)、4,4′-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)分别为二酐单体,制得主链含砜基及桥联结构的聚酰亚胺(PI)模塑粉,考察了结构对PI的性能影响。结果表明,2种PI都具有半结晶聚合物的特性,在氮气中和空气中都具有较好的热稳定性,且熔融温度远低于分解温度。     

微波辐射合成共缩聚聚酰胺酸和聚酰亚胺

在微波辐射条件下,采用3,3’,4,4’-二苯酮四羧酸二酐(BTDA)、4,4’-二氨基二苯甲烷(MDA)和4,4’-二氨基二苯醚(ODA)为单体,N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,低温合成一种共缩聚聚酰亚胺的前驱体聚酰胺酸(PAA),化学亚胺化脱水环化生成BTDA型共缩聚聚酰亚胺。通过红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)、特性黏度([η])和热重分析(TG)等对聚合物进行了一系列的结构表征和性能测试。结果表明,微波辐射溶液聚合能够提高PAA的特性粘数及产率,微波的引入大大缩短了反应时间;FT-IR表明,在1779 cm-1和1717 cm-1处观察到聚酰亚胺特征峰;TG表明,PI在氮气中500℃左右开始降解,10%热失重温度(Td10%)为567℃。     

聚酰亚胺/二氧化硅-二氧化钛三元纳米复合材料的制备及介电性能

以4,4’-二氨基二苯醚(ODA)和3,3,4,4’-二苯甲酮四酸二酐(BTDA)为单体,以正硅酸乙酯和钛酸丁酯为SiO2和TiO2的前驱体,采用溶胶-凝胶原位生成法制备了聚酰亚胺(PI)复合薄膜。采用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外分光光度计(UV-Vis)对复合材料进行结构表征和性能测试。结果表明,复合膜的热亚胺化反应完全;纳米SiO2、TiO2均匀分散于PI基体中;复合膜透明性好,对紫外光吸收较好。热重分析(TG)和介电性能测试表明,得到了一种热稳定性好、介电性能优良的复合材料,能够满足其在微电子器件领域的使用要求。     

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.     

共缩聚型聚酰亚胺薄膜的制备及其性能的研究

采用不同摩尔比的均苯四甲酸二酐(PMDA)、2,2′,3,3′-联苯四甲酸二酐(i-BPDA)的混合二酐与二氨基二苯醚(ODA)进行共聚反应,得到聚酰胺酸,经过程序控制热亚胺化制备聚酰亚胺薄膜。通过对力学性能、热学性能和电性能进行测试,结果表明随着i-BPDA比例的增加扯断伸长率显著增加,当PMDA与i-BPDA的摩尔比为90∶10时,PI膜的综合性能优异。     

抗高温抗高盐聚酰亚胺微球的制备及驱油性能评价

针对水解聚丙烯酰胺及其凝胶在高温高盐油藏中发生热降解难以应用的问题,以1,3-双(3-氨基苯氧基)苯(APB)、3,3’,4,4’二苯醚二酐(ODPA)为主要单体,通过聚酰胺化、亚胺化和凝聚分散法制备了一种抗温抗盐性聚酰亚胺(PI)微球。利用扫描电镜(SEM)对微球的微观形貌进行了观察,结果表明微球粒径约为130 nm,外形光滑且颗粒大小较均匀;红外光谱(IR)结果表明,最终产物为部分亚胺化的PI微球;热重分析(TG)和不锈钢老化罐实验综合表明PI微球抗温可达200℃,抗盐可达2×10⁵ mg/L,PI微球较普通调剖堵水材料具有更优异的耐温性能和分散稳定性。岩心驱替实验结果表明,该微球在200℃和盐度2×10⁵ mg/L条件下具有“能注入、能堵塞、能移动”的特点。岩心驱油实验和剖面改善实验表明PI微球驱油效率高,改善吸水剖面能力较强。综上,该PI微球具有作为高温高盐油藏驱油剂的潜力。     

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。     

微波辐射合成含三苯胺结构的超支化聚酰亚胺及其表征

在微波辐射条件下,采用两步法以3,3′,4,4′-二苯酮四羧酸二酐(BTDA)和4,4′,4″-三氨基三苯胺(TAPA)为单体,先合成出含三苯胺结构的氨基封端和酐基封端的超支化聚酰胺酸,再经化学亚胺化和热亚胺化分别制得了相应的超支化聚酰亚胺(AM-HBPI和AD-HBPI)。FT-IR和1H-NMR验证了所得AM-HBPI和AD-HBPI的分子结构。TG测试表明此两种芳香族HBPI具有优异的热稳定性,N2中10%热失重温度(Td10%)在540℃以上。溶解性测试发现化学亚胺化得到的HBPI具有优良的溶解性能,可以溶于常见的强极性非质子溶剂。此外,它们还具有极佳的紫外-可见光吸收性能和荧光发射性能。     

单分散聚酰亚胺粒子的制备与表征

采用均苯四甲酸二酐(PMDA),4,4’-二氨基二苯醚(ODA)为单体,甲醇、四氢呋喃组成的混合溶液为溶剂,进行缩聚反应合成聚酰亚胺(PI)的预聚体聚酰胺酸,经过两步法亚胺化得到PI粒子。红外光谱(FT-IR)对聚合物进行表征,表明经过两步法亚胺化(化学亚胺化和热亚胺化)才能使聚酰胺酸完全亚胺化;扫描电镜(SEM)图片显示,当四氢呋喃/甲醇(THF/MeOH)比例为7∶3可得到粒径为5～10μm且分散性好的PI粒子;利用热失重分析(TGA)可知T5d为530℃,T10d在560℃,PI粒子具有优良的热稳定性。     

气相沉积聚合法制备聚酰亚胺绝缘薄膜及其性能研究

以联苯四酸二酐和4,4’-二氨基二苯醚为单体原料使用气相沉积聚合(VDP)法制备了聚酰亚胺(PI)绝缘膜,分析不同热亚胺化处理温度对PI薄膜绝缘性能的影响。分别使用红外光谱、俄歇能谱、扫描电镜、原子力显微镜对薄膜成分以及薄膜表面形貌进行了表征;利用超高阻微电流测试仪测试了PI复合绝缘膜漏电流和电压击穿特性。结果表明:热亚胺化300℃/1 h真空(1.0×10-2Pa)处理后的PI绝缘膜内部结构致密,当场强为8.0MV/cm时漏电流密仅为8.2×10-5A/cm2;薄膜击穿场强达到8.42MV/cm,表明PI薄膜具有良好的电学性能以及热稳定性。     

三元共聚聚酰亚胺结构胶的合成及性能研究

以2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)和4,4′-二氨基二苯甲烷(MDA)作为二胺单体,3,3′,4,4′-二苯酮四酸二酐(BTDA)作为二酐单体,N-甲基砒咯烷酮(NMP)为溶剂,通过常规的两步法经热亚胺化合成了三元共聚型聚酰亚胺结构胶。采用傅里叶变换红外光谱表征了聚合物的结构;热重-差热分析(TG-DTA)表明,所合成的聚酰亚胺具有良好的热稳定性,在N2气氛中起始降解温度接近500℃,800℃质量保持率大于50%。单搭接拉伸剪切测试结果表明,所得聚酰亚胺结构胶对不锈钢片的室温粘接强度(LSS)高达14.13MPa,350℃下的拉伸剪切强度达1.91MPa。     

一种可溶性聚酰亚胺的合成及亚胺化研究

选用双酚-A二醚二酐(BPADA)和4,4’-二胺基二苯醚(ODA)为单体,间-甲酚为溶剂,用化学亚胺化法合成高分子量可溶性的聚酰亚胺(PI),得到的PI在极性溶剂NMP、DMAc、THF和DMF中有很好的溶解性。通过FT-IR和GPC对PI的结构和化学亚胺化过程中分子量变化进行研究,并利用DMTA对化学亚胺化和热亚胺化PI的性能进行表征。结果表明,化学亚胺化得到的PI具有很高的亚胺化程度,与热亚胺化PI具有相同的玻璃化转变温度;但由于形成了分子链间的交联,热亚胺化PI不能被溶解,且模量比化学亚胺化PI高。     

主链含嗪环的可溶性聚酰亚胺的合成与表征

以3,3′,4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)和2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪(DMT)为原料,利用化学亚胺化和热亚胺化制备新型可溶性主链含嗪环的聚酰亚胺(PI),即PI-1和PI-2,并且对它们的分子结构、溶解性、结晶性、热稳定性和电化学行为进行研究。结果表明,无论利用化学亚胺化还是热亚胺化均能成功将聚酰胺酸转变为PI。两种PI均易溶于DMF、DMAC、DMSO和NMP等极性非质子溶剂中。PI-1和PI-2是部分结晶聚合物,PI-2的结晶度更高。PI-1和PI-2均具有较高的热稳定性,PI-2的热稳定性优于PI-1。此外,PI-1和PI-2在DMSO溶液中具有明显的电化学氧化-还原行为。     

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℃.     

乳液模板法制备聚酰亚胺中空微球及其形貌调控EI北大核心CSCD

以聚酰胺酸(PAA)为前驱体、甲基硅油(SO)为油相、乙醇和水作为沉淀剂,采用乳液模板法制备了聚酰亚胺(PI)中空微球。重点研究了沉淀剂中乙醇的比例、PAA溶液的固含量及PAA溶液/SO体积比对微球粒径和形貌的影响;采用光学显微镜、扫描电镜、红外光谱和热重分析仪对微球的形成过程、粒径和形貌、化学结构和热稳定性进行了表征。当沉淀剂中乙醇/水体积比为1:1、PAA溶液固含量为6%、PAA溶液/SO体积比为1:1时,PI微球的粒径为4.75μm。制备出的PI中空微球均具有较好的热稳定性,其起始热分解温度为442℃。