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。     

含不对称茚满结构聚酰亚胺的合成与表征

以双酚A为原料,通过有机合成制备含不对称茚满结构的二胺单体6-(4-氨基-2-三氟甲基)苯氧基-1-[4-(4-氨基-2-三氟甲基)苯氧基]苯基-1,3,3,-三甲基茚满,并与5种二酐通过化学亚胺化法制备含茚满结构聚酰亚胺。通过红外光谱、核磁共振、溶解性能测试、紫外可见光谱、差示扫描量热分析、热重分析等对聚合物进行测试。结果表明,该系列聚酰亚胺室温下在低沸点溶剂如CHCl₃,CH₂Cl₂,THF,丙酮等中也表现出非常优异的溶解性能;在450～760 nm范围内具有优异的光学性能,550 nm处透光率高达88.1%;玻璃化转变温度在228～265℃,5%热失重温度(N₂氛围)在484～520℃,具有良好的热性能;拉伸强度为75.8～92.5 MPa,弹性模量为1.3～2.0 GPa,断裂伸长率为3.2%～10.8%,表现出良好的力学性能。     

含芴基二胺单体及其聚酰亚胺的合成与表征

利用水合肼法成功合成了含芴基、醚键及烷基的二胺单体9,9-双(3,5-二甲基-4氨基苯氧基苯基)芴,并对其熔点、红外、核磁表征。结构表明,该单体具较高的纯度,并且熔点较高。采用该二胺和双酚A型二酐聚合,合成了较高分子量的聚酰亚胺前驱体聚酰胺酸,通过热亚胺化和化学亚胺化得到了聚酰亚胺薄膜,通过红外(FT-IR)、特性黏度的测试,说明合成了含芴基及醚键的新型聚酰亚胺,同时从溶解度的测试结果来看,在有机溶剂中的溶解性较好。     

含噁唑环聚酰亚胺的制备及性能

以刚性棒状结构的2,6-二(对氨基苯)苯并[1,2-d;5,4-d’]二口恶唑为单体,采用两步法与三种不同结构的酸酐合成出了新型含口恶唑环聚酰亚胺薄膜。对聚酰亚胺的预聚体——聚酰胺酸的制备工艺的影响因素进行了详细的研究,聚酰胺酸的特性黏度均达到1.0dL/g以上,通过热环化处理得到了分子量较高的聚酰亚胺薄膜。经红外光谱测定,聚酰胺酸完全转化成聚酰亚胺。薄膜玻璃化温度均高于280℃,空气中热失重温度在520℃以上,表现出优异的热稳定性。     

基于一种新型含菲并咪唑基二胺单体的聚酰亚胺的合成与性能

通过三步反应合成了一种新型具有高度扭曲构型的芳香二胺单体1,2-双(4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基)-菲并[9,10-d]咪唑(PIPOTFA),将它与四种商业化二酐4,4′-六氟异丙基邻苯二甲酸酐(6FDA)、3,3′,4,4′-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)、3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)和3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)通过高温一步法聚合制得了四种聚酰亚胺均聚物。这些聚酰亚胺在N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等非质子极性溶剂中均具有良好的溶解性。热分析测试结果表明,这些聚酰亚胺具有优异的热稳定性,其玻璃化转变温度在265～290℃之间,氮气气氛下5%和10%热失重温度分别为517～561℃和547～587℃,700℃时的残炭率为60%～70%。这些聚酰亚胺薄膜呈淡黄色,在450nm处的透过率为11%～68%,截止波长为375～383nm。     

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。     

一种含烷基取代刚性二胺单体及其聚酰亚胺的合成与表征

以邻甲基苯胺和联苯甲醛为起始原料,经一步有机反应,合成了一种新型二胺单体3,3’-二甲基-4,4’-二氨基-联苯基甲烷(1)。将二胺单体(1)分别与4种商品化芳香二酐经一步法高温缩聚,制得了一系列可溶性聚酰亚胺PI,其特性黏度在0.62~0.80dL/g之间。该类聚酰亚胺表现出优异的溶解性能,室温下不仅可以溶于高沸点的甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中,而且还能溶于低沸点的CHCl3、CH2Cl2等溶剂中。由该聚合物溶液涂覆所制聚酰亚胺薄膜具有浅的颜色和高的光学透明性,其中由二胺单体1和二苯醚酐所制薄膜的截断波长在346nm,400nm处的透过率超过70%。此外该系列聚酰亚胺还表现出良好的热学性能,玻璃化转变温度在300℃以上。空气和氮气中10%热失重温度分别在400℃和500℃以上。     

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℃.     

四甲基联苯二胺及有机可溶聚酰亚胺的合成与性能

以对二甲苯为原料,通过溴代、偶合、硝化和还原反应成功合成了2,2′,5,5′-四甲基联苯-4,4′-二胺(TMBPDA)。TMBPDA分别与4,4’-双酚A型二醚二酐(BPADA)和4,4′-双酚AF型二醚二酐(FBDA)通过高温一步法缩聚生成聚酰亚胺PI-A和PI-AF。结果表明,两种聚酰亚胺不仅在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),N,N-二甲基甲酰胺(DMAc)中展示出良好的有机可溶性,同时拥有优良热性能,由差示扫描量热仪(DSC)测得玻璃化转变温度(Tg)分别为251℃和255℃。此外,两种聚酰亚胺薄膜在可见光范围内具有良好的透明性,在450 nm处的透光率均超过了88%。     

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%。     

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。     

含三氟甲基聚酰亚胺的研究进展

三氟甲基聚酰亚胺是目前研究得较为广泛的一类功能材料,综述了含三氟甲基聚酰亚胺的研究进展,从含不同基团的三氟甲基结构(3F,6F,9F)出发,介绍了这3类基团的结构和特点,归纳了一些新型含三氟甲基二胺单体和二酐单体的结构与合成,主要介绍近年来国内外在含三氟甲基聚酰亚胺的性能研究及应用领域中的最新进展。     

光敏聚酰亚胺的合成与应用

光敏聚酰亚胺以其优良的性能在许多高新技术领域中得到了广泛的应用,是当今材料科学研究的热点之一.综述了光敏聚酰亚胺的分类和主要合成方法,并提出了新的合成思路,同时简要地介绍了各类光敏聚酰亚胺的性能及在高新技术中的应用.     

含磷螺环原碳酸酯的制备与性能

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和2,2-二羟甲基丁醛(DMB)为原料,合成了DOPO基三元醇(DTHA),再与原碳酸四乙酯(TEOC)发生酯交换反应合成出一种含磷螺环原碳酸酯(SOC)。利用红外光谱、核磁分析和元素分析对合成产物的结构进行了表征。将SOC在三氟化硼乙胺络合物的催化作用下进行阳离子开环聚合,用膨胀计法跟踪测定其膨胀率,对其开环聚合机理进行探讨,并对SOC开环聚合产物的本征阻燃性能进行研究。结果表明,该螺环化合物在160℃进行开环聚合时,体积膨胀率可达5.21%;其开环聚合产物的极限氧指数(LOI)在30%以上,并可通过UL-94 V-0级试验。     

一类含芴和叔丁基结构聚酰亚胺的合成与性能

以自制含芴双酚化合物9,9-双(3-叔丁基-4-(4-羟基)芴和对氯硝基苯等为起始原料,经2步有机反应,合成了一种新型含芴和大侧基取代芳香二胺单体——9,9-双(3-叔丁基-4-(4-氨基苯氧基)苯基)芴(2)。利用二胺单体2分别与一系列芳香二酐经一步法高温缩聚,制得了一系列聚酰亚胺——PI 3a~3c。其特性黏度在0.69~0.81 d L/g之间。该类聚酰亚胺表现出优异的溶解性能,室温下不仅可以溶于N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺等高沸点的有机溶剂,还能溶于低沸点的三氯甲烷、二氯甲烷等溶剂中。该系列聚酰亚胺还表现出良好的热学性能,玻璃化转变温度在285℃以上。空气和氮气中10%热失重温度分别在400℃和500℃以上。所制薄膜的拉伸强度在74.7~85.4 MPa之间,断裂伸长率为6.6%~10.3%,弹性模量1.8~2.7 GPa。     

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。     

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。