双胺芴基共聚酰亚胺的合成与性能研究

采用9,9-双(4-氨基苯基)芴(BAF)和4,4’-二氨基二苯醚(ODA)为二胺单体,分别与4,4’-二苯醚四酸二酐(ODPA)、3,3’,4,4’-二苯甲酮四酸二酐(BTDA)、六氟二酐(6FDA)、均苯四甲酸酐(PMDA)、3,3’,4,4’-联苯四酸二酐(BPDA)和1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐(CBDA)合成得到共聚聚酰胺酸(PAA)溶液,再通过化学亚胺化得到共聚聚酰亚胺(CPI)。采用FTIR、XRD、DSC和溶解性测试对CPI的结构和性能进行了表征。结果表明:这些共聚聚酰亚胺均表现为无定型结构。刚性大体积芴基和柔性醚键的同时引入使得双胺芴基共聚聚酰亚胺具有良好的溶解性,可溶解于DMAc、NMP等非质子强极性溶剂,且玻璃化转变温度均超过300℃。     

ODPA/ODA/BAHPP含羟基共聚聚酰亚胺的合成与性能研究

以双酚A为原料,采用先硝化再还原的方法合成出2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷(BAHPP)。以BAHPP和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为二胺单体,3,3′,4,4′-二苯醚四酸二酐(ODPA)为二酐单体,经低温溶液缩聚反应得到一系列共聚聚酰胺酸,再经热酰亚胺化程序升温制备出一系列含羟基的共聚聚酰亚胺(CPI)薄膜。采用核磁共振波谱仪(NMR)、红外光谱(IR)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、示差扫描量热仪(DSC)、热重分析(TGA)等对CPI进行结构与性能表征,考察两种二胺单体的摩尔分数对共聚聚酰亚胺光学性能、力学性能、热性能和溶解性的影响。结果表明:随着ODA摩尔分数的增加,CPI薄膜在500 nm处的光透过率逐渐增加,薄膜颜色逐渐变浅。随着BAHPP摩尔分数的增加,CPI的玻璃化转变温度(T_g)、拉伸强度和拉伸模量增加,但热稳定性降低。所有CPI在有机溶剂中均表现出较好的耐化学药品性。     

芴基含氟聚酰亚胺的制备及其性能研究

合成一种含有芴基、三氟甲基以及苯醚键的二胺单体9,9-双[4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]芴,将该二胺单体分别与均苯四甲酸二酐(PMDA)和1,2,3,4-环丁烷四酸二酐(CBDA)在室温下进行溶液缩聚反应,经化学酰亚胺化得到聚酰亚胺粉末。通过红外、核磁、热重分析、溶解性和荧光测试等对二胺单体及其聚酰亚胺的结构和性能进行表征。结果表明:两种含芴聚酰亚胺均具有良好的溶解性,可溶于NMP、DMAc、DMF、间甲酚和DMSO等强极性溶剂;芳香族聚酰亚胺的耐热性明显高于脂环族聚酰亚胺;芴基的存在使该聚酰亚胺具有一定的荧光特性。     

3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二环己基甲烷型聚酰亚胺薄膜的制备与性能表征

将3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二环己基甲烷(DMDC)、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)与3,3′,4,4′-四羧基二苯醚二酐(ODPA)进行反应得到聚酰胺酸溶液,通过改变二胺单体的配比,采用热亚胺化法制备了系列聚酰亚胺薄膜,在保证聚酰亚胺薄膜常规的优势性能前提下,改善聚酰亚胺的颜色、可加工性能和溶解性,并对其进行表征与性能分析。结果表明:该聚酰亚胺薄膜的光学性能、力学性能良好;脂肪族柔性单体DMDC的引入降低了聚酰亚胺的玻璃化转变温度Tg,提高了薄膜在DMAc、DMF、NMP、CHCl_3溶剂中的溶解性,扩大了聚酰亚胺在光电领域的应用范围。     

可溶性透明聚酰亚胺薄膜的合成及性能研究

以2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯(TFMB)和1,1’-双(4-氨基苯基)环己烷(BAPC)为二胺原料,将其与2种商品化的芳香二酐3,3’,4,4’-二苯醚四酸二酐(ODPA)、3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐(BTDA)进行两步缩聚反应,合成4种聚酰亚胺。通过对这4种聚酰亚胺的溶解性、固化温度及其薄膜透明性进行比较分析,筛选出其中两种溶解性和薄膜透明性较好的聚酰亚胺,并对这两种聚酰亚胺薄膜的热稳定性和力学性能等进行了分析测试。结果表明:将脂环结构引入到含三氟甲基和柔性基团(醚键、羰基)的聚酰亚胺中,使聚酰亚胺的溶解性得到明显改善,在可溶于DMAc、NMP、DMF和CHCl_3的基础上,还可溶于DMSO和THF;薄膜透明性也得到进一步改善,同时具有较好的热稳定性和力学性能。     

重复单元结构对聚酰亚胺薄膜力学和介电性能的影响

以两种不同二胺、二酐单体为原料,通过两步法制备了4种聚酰亚胺薄膜,研究了不同重复单元结构对聚酰亚胺薄膜性能的影响。结果表明:相比含二苯酮基的聚酰亚胺薄膜,含三氟甲基的聚酰亚胺薄膜具有更低的介电常数,同时保持较高的拉伸强度。其中由4,4′-二氨基-2,2′-双三氟甲基联苯(TFMB)与4,4′-联苯醚二酐(ODPA)聚合得到的聚酰亚胺薄膜介电常数最低,热分解温度高于550℃,拉伸强度为81.9 MPa,综合性能良好。     

含脂环和酰胺结构透明聚酰亚胺的制备和性能研究

通过合成一种含有脂环及酰胺结构的二酐单体(TCDA),将其与多种不同的二胺聚合,制备了一系列透明聚酰亚胺薄膜,并对薄膜进行了性能测试与表征.结果表明:在二酐结构中同时引入反式环己烷及酰胺结构,使得合成的聚酰亚胺薄膜具有较优异的光学性能(T550>89％)、较低的热膨胀系数(CTE<17×10-6 K-1)以及较高的玻璃化转变温度(Tg>320℃),表明脂环结构的引入降低了电荷转移络合物的形成,提高了聚酰亚胺薄膜的透明性,而酰胺结构的引入降低了热膨胀系数.     

新型无色透明聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究

以4,4′-二氨基二苯醚(ODA)与9,9-双(3-氟-4-氨基苯基)芴(FFDA)作为二胺,以环丁烷四甲酸二酐(CBDA)作为二酐,通过热酰亚胺化法制备了综合性能优异的聚酰亚胺薄膜(PI 5/5),并对其性能进行了测试。结果表明:PI 5/5表现出良好的溶解性能和优异的光学性能。室温下PI 5/5可溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亚砜(DMSO)等强极性溶剂,且在四氢呋喃(THF)等弱极性溶剂中也具有良好的溶解性;PI 5/5在450 nm处的透光率达到92%,其紫外截止波长低至287 nm。同时,PI 5/5具有优异的热稳定性和力学性能。     

硫醚型聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究

采用3种异构硫醚二酐(TDPA)和二胺单体2,2′-二(三氟甲基)-4,4′-二氨基联苯(TFDB)进行缩聚反应制备聚酰亚胺树脂,然后制得相应的聚酰亚胺薄膜,并对其热性能、力学性能、光学性能进行了对比研究。结果表明:3,4′-TDPA和4,4′-TDPA制备的聚酰亚胺薄膜都具有较高的玻璃化转变温度和良好的可见光透过率。     

新型含氟二胺及可溶性聚酰亚胺的合成与性能

采用硝基取代反应,制备了一种新型含氟二胺,4,4′-双(3-氨基-5-三氟甲基苯氧基)-3,3,′5,5′-四甲基联苯(TFMDA)。以TFMDA为二胺单体,与芳香族二酐2,3,3,′4′-联苯四甲酸二酐(a-BPDA)通过高温一步法制备了一种新型聚酰亚胺PI-F。研究结果表明,PI-F在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、环戊酮以及四氢呋喃等有机溶剂中具有优良的溶解性能。PI-F薄膜具有优良的耐热稳定性,氮气中的起始热分解温度为474℃。此外,PI-F薄膜在可见光范围内具有优良的透明性,450 nm处的透光率超过80%。