基于2-苯基-4,4′-二氨基二苯醚的异构聚酰亚胺

以异构的联苯二酐(BPDA)、二苯醚二酐(ODPA)以及2-苯基-4,4′-二氨基二苯醚(p-ODA)为原料,通过一步法或两步法,合成了一系列异构聚酰亚胺,并表征了这类聚酰亚胺的溶解性、热性能和力学性能。结果表明:基于p-ODA的聚酰亚胺在有机溶剂中具有优异的溶解性;基于p-ODA的异构聚酰亚胺都是非晶结构,且聚酰亚胺的溶解性和玻璃化温度(Tg)呈现3,3′-位3,4′-位4,4′-位的趋势,聚合物Tg250℃。聚合物4,4′-ODPA/p-ODA具有较优的热稳定性,5%热失重温度(T5%)=551℃,聚合物3,4′-ODPA/p-ODA和4,4′-ODPA/p-ODA具有相似的机械性能。异构BPDA/p-ODA系列聚酰亚胺具有相似的热稳定性,T5%550℃,聚合物4,4′-BPDA/p-ODA的机械性能优异,薄膜拉伸强度为182.4MPa、模量为3.5GPa、断裂伸长率为44.2%。     

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。     

引入二苯基芴基团聚酰亚胺薄膜性能的研究

良好的感湿性材料应具备优良的水蒸汽透过性和相对较低的吸水性,为了获得良好的感湿性材料,设计合成含二苯基芴结构的二胺(9,9′-双[4-(2-三氟甲基-3-硝基苯氧基)苯基]芴)(BFAPH),进而与3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)、3,3′,4,4′-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)、4,4′-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)缩聚制得3种聚酰亚胺(PI)薄膜(PI-1,PI-2,PI-3)。对以上3种PI薄膜进行热学、力学测试,结果表明,3种PI薄膜的5%(wt,质量分数)热损失温度都在520℃以上,均具有良好的耐热性能,其中,PI-2的玻璃化转变温度最高,为288.49℃。3种薄膜的水蒸汽透过性均在6.45g/h·m2以上,尤其PI-3的水蒸汽透过性可以达到9.80g/h·m2,说明二苯基芴基团的引入提高了薄膜对水蒸汽的透过能力,并且6FDA中的三氟甲基基团存在使得PI-3薄膜疏水性大大增强。PI-3薄膜完全符合良好感湿性材料所具备的条件。     

砜基取代高折射率高透明性聚酰亚胺的合成与性能

首先合成了同时含有砜基与硫醚键的二胺单体,4,4′-双(4-胺基苯硫基)二苯砜(BADPS).采用BADPS分别与4种二酐单体,3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐(BPDA)、3,3′,4,4′-二苯醚四羧酸二酐(ODPA)、4,4′-双(3,4-二羧基苯硫基)二苯硫醚二酐(3SDEA)以及1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(CBDA)通过两步聚合工艺制备了一系列聚酰亚胺(PI).制备的PI薄膜具有优良的综合性能,包括良好的热稳定性、可见光波长范围内优良的透明性以及高折射率与低双折射.10mm厚的PI薄膜在450nm处的透光率超过80%.全芳香族PI(PI-1～PI-3)的折射率＞1.70,双折射＜0.02.     

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。     

聚芳醚砜醚酮酰亚胺树脂的合成与表征

以N,N-′(4,4′-二苯醚)二偏苯三甲酰亚胺酰氯和4,4′-二苯氧基二苯砜、4,4′-二(2-甲基苯氧基)二苯砜、4,4′-二(2,6-二甲基苯氧基)二苯砜为单体,采用低温溶液亲电共缩聚,合成了聚芳醚砜醚酮酰亚胺树脂(PESEKI)s。用傅里叶红外(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)对其结构进行了表征,差示扫描热分析(DSC)、热分析(TGA)、X广角射线衍射(WAXD)研究其热转变和形态。研究表明,共聚物有较高的玻璃化转变温度(Tg),较好的耐热稳定性,在N-甲基-2-吡咯烷酮、氯仿、间甲酚和邻氯苯酚等有机溶剂中有较好的溶解性。共聚物具有良好的力学性能,其拉伸强度97.8 MPa~118.8 MPa,弹性模量达1.98 GPa~2.37 GPa,断裂伸长率在7.1%~9.4%之间。     

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。     

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.     

离子型光敏聚酰亚胺的合成与表征

采用3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐(BPDA)与4,4’-二氨基二苯醚(ODA)聚合形成聚酰胺酸,通过氨基引入具有光敏功能的小分子化合物,制备出离子型光敏聚酰亚胺前驱体。并对该离子型光敏聚酰亚胺的结构与性能进行了表征,表现出良好光敏性、热稳定性和电性能,在微电子领域具有良好应用前景。     

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。     

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。     

原位聚合制备羧酸化多壁碳纳米管/聚酰亚胺纳米复合薄膜

以微波辅助液相氧化法制备羧酸化多壁碳纳米管,并以4,4’-二氨基二苯醚(ODA)、羧酸化多壁碳纳米管(MWNTs-COOH)与均苯四甲酸二酐(PMDA)为原料,原位聚合制备羧酸化多壁碳纳米管/聚酰亚胺纳米(PI/MWNTs-COOH)复合薄膜.通过拉曼光谱(Raman)、透射电镜(TEM),傅里叶红外光谱(FT-IR)...     

BDAPPP型聚酰亚胺薄膜的制备及性能研究

以双酚A、2,4-二硝基氯苯、马来酸酐(MA)、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)、3,3′,4,4′-四甲酸二苯醚二酐(ODPA)为主要原料,经三步法合成得到BDAPPP型聚酰亚胺(ODPA/44ODA/MA/BDAPPP-PI)薄膜。采用红外光谱分析、热失重分析、力学性能分析和介电分析对该薄膜进行表征。结果表明:BDAPPP型聚酰亚胺薄膜具有良好的耐热性能、优良的力学性能和绝缘性能。     

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。     

改性水滑石/聚酰亚胺复合材料的制备与性能研究

采用原位聚合法,以3,3′,4,4′-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为反应单体,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂进行缩聚反应,制备聚酰胺酸(PAA),将经硅烷偶联剂KH-550改性后的水滑石加入到PAA中,最终预聚物经热亚胺化后制得水滑石/聚酰亚胺复合材料。利用傅里叶红外光谱测试仪、X-射线衍射仪、扫描电镜,研究改性水滑石及复合材料的结构、组成及形貌。通过紫外分光光度计、热失重分析以及拉伸实验测试分析复合材料的相关性能。结果发现:加入水滑石后,复合材料热稳定性良好,透光性及力学性能得到改善,拉伸强度最大提高了约64%。     

4,4′-二硝基二苯醚及其还原产物4,4′-二氨基二苯醚制备的研究进展

介绍了国内外各种制备4,4′-二硝基二苯醚和4,4′-二氨基二苯醚的方法,对各方法的优缺点进行对比,指出对硝基氯苯一步缩合制备4,4′-二硝基二苯醚,再催化加氢制备4,4′-二氨基二苯醚是较佳的合成路线,目前研究重点为开发新型高效、廉价的催化剂。     

APTES交联型聚酰亚胺气凝胶的制备与表征

以低成本的3-氨丙基三己氧基硅烷(APTES)为交联剂,4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为二胺单体,3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)或均苯四甲酸二酐(PMDA)为二酐单体,采用溶胶-凝胶和化学亚胺化方法,结合CO₂超临界干燥技术,制备出两种不同二酐单体的交联型聚酰亚胺气凝胶。采用FTIR、SEM、N₂吸脱附、万能材料试验机、热重分析等手段来表征样品的化学组成、微观形貌、孔结构、压缩性能及热稳定性,研究了二酐单体种类对聚酰亚胺气凝胶的压缩性能及热稳定性的影响。结果表明:采用BPDA和PMDA制备的交联型聚酰亚胺气凝胶都具有纳米尺度的纤维状网络结构,具有密度低(0.102 g/cm³和0.121 g/cm³)和比表面积大(295 m²/g和311 m²/g)的特性。以PMDA为单体的交联型聚酰亚胺气凝胶10%应变对应的压缩强度和压缩模量分别为0.37 MPa和5.3 MPa,高于以BPDA为单体的交联型聚酰亚胺气凝胶(0.17 MPa和3.0 MPa)。此外,前者制得的聚酰亚胺的初始热分解温度为543 ℃,高于后者制得的聚酰亚胺的初始热分解温度(502 ℃)。     

含有氢键的聚酰亚胺薄膜的制备和性能表征

以对硝基苯甲酸为原料,通过酰氯化、酰化、还原反应成功合成了4,4’-二氨基苯酰替苯胺(DBN),DBN分别和3,3’,4,4’-联苯四酸二酐(BPDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)通过两步法缩聚制备出聚酰亚胺薄膜,用红外(FT-IR),差示扫描量热仪(DSC)和热重分析(TGA),拉伸测试表征其结构和性能,结果表明,成功合成了含有酰胺键的聚酰亚胺薄膜,并且酰胺键的N-H分别和酰亚胺环中的C-N和C=O形成了氢键。将其与4,4’-二氨基二苯醚(ODA)聚酰亚胺薄膜相比,对应二酐(BPDA和PMDA)分别和DBN制备的聚酰亚胺薄膜表现出了优异的热性能和耐溶剂性,尤其是拉伸强度有了显著的提高。     

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。     

3,3',5,5'-四甲基-4,4'-二氨基二苯甲烷及其聚酰亚胺的制备及其性能研究

以2,6-二甲基苯胺为原料,通过一步反应制备了3,3′,5,5′-四甲基-4,4′-二氨基二苯甲烷(TMDDM),并对其结构进行表征。将TMDDM、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)与4,4′-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)以不同的配比进行三元共聚,通过热亚胺化合成了6种TMDDM/ODA/ODPA-聚酰亚胺(PI)薄膜,随后对6种薄膜进行了结构表征和性能研究。结果表明:6种PI薄膜具有优良的热性能、疏水性、紫外-可见光透过率、机械性能和溶解性。