封端型低膨胀聚酰亚胺薄膜的制备及性能研究

以均苯四甲酸二酐（PMDA）、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐（s-BPDA）为二酐单体,对苯二胺（p-PDA）、4,4’-二氨基二苯醚（ODA）为二胺单体,偏苯三酸酐（TMA）为封端剂,共聚制备了封端型聚酰亚胺（PI）浆料,并经热亚胺化得到封端型耐高温聚酰亚胺薄膜。利用傅里叶红外光谱对材料的化学结构进行了表征,研究了聚酰亚胺薄膜的热学性能和力学性能。结果表明,薄膜完全亚胺化,且末端羧基在升温过程中脱羧产生联苯键交联结构。此外,随着封端含量的增多,聚酰亚胺薄膜的耐热性能和力学性能得到改善。与未封端的聚酰亚胺薄膜相比,封端型耐高温聚酰亚胺薄膜的玻璃化转变温度上升8～15℃,1%热失重温度提高了10～24℃,而且热膨胀得到抑制,PI-8薄膜的线性热膨胀系数仅为4.16×10-6/℃。     

共聚型聚酰亚胺热亚胺化动力学研究

为考察共聚体系的热亚胺化动力学,今以4,4’-二氨基二苯醚(ODA),均苯二酐(PMDA),3,3’,4,4’-二苯酮二酐(BTDA)为单体合成共聚型聚酰胺酸(PAA),通过差示扫描量热分析(DSC)法测量PAA亚胺化动力学,并通过红外光谱分析仪 FT-IR 分析聚酰亚胺(PI)亚胺化程度,万能试验机测试共聚物力学性能.结果表明:随着柔性二酐(BTDA)的引入,聚合物分子链柔性增强,DSC图谱上反应出亚胺化反应相对平缓.动力学数据显示,二酐共聚体系亚胺化反应活化能最小,端基间碰撞克服的能垒最低,有利于亚胺化的进行.     

含酮柔性共聚型聚酰亚胺性能研究

为了考察柔性二酐共聚对聚酰亚胺(PI)薄膜性能的影响,用含柔性基团的酮酐单体3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)、刚性二酐单体均苯四甲酸二酐(PMDA)和芳香二胺4,4'-二氨基二苯醚(ODA)共聚,制得共聚聚酰亚胺薄膜.分别用FT-IR(ATR)、TMA、TGA、万能试验机对薄膜的结构、热性能及力学性能进行了测定.结果表明,聚合物亚胺化程度完全,且随着柔性二酐的加入聚合物的热性能得到明显改善,同时力学性能数据也表明,共聚物柔性增强,材料的加工性得到提高.     

化学亚胺化法聚酰亚胺材料的制备及性能研究

以对-亚苯基-双苯偏三酸酯二酐和4,4′-二氨基二苯醚为单体,乙酸酐和三乙胺为化学亚胺化试剂,通过改变亚胺化试剂的含量制备了一系列聚酰亚胺(PI)薄膜,并对薄膜的微观结构及性能进行了研究。研究结果表明,随着亚胺化试剂添加量的增加,聚酰胺酸脱水生成PI的反应程度逐渐增大,在后续薄膜成形过程中更有利于溶剂脱除,但是对最终PI的一级化学结构并没有影响。然而,亚胺化试剂的加入提高了最终PI薄膜的结晶度,同时改善了无定形区分子链段堆砌,使PI薄膜的玻璃化转变温度上升,热膨胀系数降低。     

聚酰亚胺／TiO2-SiO2纳米复合材料的制备及表征

采用带柔性基团的4,4’-二氨基二苯醚（ODA）和3,3’,4,4’-苯甲酮四酸二酐（BTDA）为单体用两步法合成聚酰亚胺（PI）,并在合成过程中,用溶胶凝胶法在中间产物聚酰胺酸中加入正硅酸四乙酯和钛酸丁酯,不添加水和偶联剂,制备出了PI／TiO2-SiO2复合材料。利用红外（IR）、X衍射（XRD）、热失重分析（TGA）、透射电镜（TEM）和扫描电镜（SEM）等对材料的微观结构和热稳定性进行了研究。结果表明,复合膜中纳米TiO2和SiO2在聚酰亚胺基体中有较好的分散,PI／TiO2-SiO2复合材料的热稳定性优于纯PI和PI／TiO2杂化膜。     

聚酰亚胺／纳米Al2O3-SiO2和聚酰亚胺／纳米Si3N4杂化材料的结构与性能研究

将纳米Al2O3-SiO2、Si3N4分别均匀分散于聚酰亚胺（PI）前驱体聚酰胺酸中，经过热亚胺化制备了PI／纳米Al2O3-SiO2和PI／纳米鼠N4杂化材料。通过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、高温微量热天平、静态热机械分析仪和差示热分析仪对杂化材料的微观结构及热性能进行了研究，结果表明，杂化材料中聚酰亚胺和无机纳米粒子之间存在相互作用，形成了复合相态结构；加入纳米Al2O3，SiO2、Si3N4后杂化材料的热稳定性均高于纯聚酰亚胺，但并不完全随无机纳米粒子含量的增加而提高；与纯PI相比，在90～130℃的温度范围内PI-8％Al2O3-SiO2、PI-8％鼠Si3N4热膨胀系数分别降低了约11％和47％，加入8％纳米Al2O3-SiO2、Si3N4后杂化材料的热导率分别提高了约8％和13％。PI／纳米Al2O3-SiO2、Si3N4杂化材料不仅保留了PI原有的优异性能，而且充分发挥了纳米无机粒子对PI的特殊改性性能。     

新型聚酰亚胺材料及其合成

前言 聚酰亚胺（polyimide,PI）是指主链上还有酰亚胺环的一类聚合物。它是一种极好的耐高温材料,具有优良的力学性能、介电性能、耐辐射性能和耐溶剂性能等,因此,它们被广泛用于汽车和航天器的耐高温零部件以及印制电路材料等。芳香族聚酰亚胺具有更加优良的耐热性和力学性能,它们是由芳香族二胺和芳香族二酐在非质子强极性溶剂中低温缩聚而成聚酰胺酸（PAA）后,再通过化学亚胺化法（CIM）或热亚胺化法（HIM）脱水环化而成聚酰亚胺（PI）。     

尿素氯化胆碱低共熔溶剂催化聚酰胺酸亚胺化研究

研究了均苯四甲酸二酐（PMDA）和4，4，-二氨基二苯醚（ODA）为单体制取聚酰亚胺（PI）的清洁过程。首先在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中获得聚酰胺酸（PAA）。之后，以尿素-氯化胆碱低共熔溶剂（DES）为化学酰亚胺化催化剂，乙酸酐为脱水剂，协同实现PAA亚胺化。所得产物PI可通过简单过滤分离。用FTIR、TGA-DSC和元素分析等对PAA和PI的结构进行表征。同时考察了反应时间、反应温度、DES催化剂与脱水剂用量等对PAA亚胺化反应的影响。得到亚胺化最佳反应条件为：温度80 ℃，DES与乙酸酐体积比1：2、PAA与DES物质的量比1：2，在该条件下制备的样品，其热重和红外光谱分析结果证实了亚胺键的生成。此外，DES 和DMF可重复使用，过程绿色不使用有毒有害的吡啶、咪唑和喹啉类催化剂。     

不同亚胺化温度对聚酰亚胺无纺布膜性能的影响

本文以聚酰亚胺酸（PAA）为纺丝液,采用高压静电纺丝技术制备了醚酐型（ODPA—ODA型）PAA无纺布,通过不同的亚胺化温度获得ODPA—ODA型聚酰亚胺（PJ）无纺布。利用红外光谱仪、扫描电子显微镜和电子万能试验拉伸机研究了不同亚胺化温度对PI无纺布性能的影响。结果表明：当亚胺化温度为250℃时,聚酰胺酸只是部分发生了亚胺化;亚胺化温度为300℃,聚酰胺酸开始完全亚胺化成为聚酰亚胺,同时,聚酰亚胺纤维出现了不同程度的收缩、弯曲和交联;当亚胺化温度从2500（2升高到300℃时,PI无纺布薄膜的拉伸强度由4．92MPa提高到7．76MPa,断裂伸长率从11．3％增加到29．5％。     

聚酰胺酸的制备与亚胺化过程研究

用二酐BTDA与两种二胺单体(ODA、BAPP)在极性溶剂1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中,通过共缩聚制备出聚酰胺酸(PAA),并经过热酰亚胺化得到聚酰亚胺(PI)。采用FT-IR和1H-NMR对产物的结构官能团和分子中质子氢进行表征,并利用FT-IR对聚酰胺酸热亚胺化过程进行追踪测试,结果表明,实验制备出了聚酰胺酸且固化工艺对聚酰胺酸亚胺化程度有较大影响。对固化温度和保温时间进行优化改进,确定出最佳固化工艺,并对聚酰胺酸热亚胺化过程的环化机理进行分析。     

分子结构对聚酰亚胺的合成及性能的影响

以PMDA(均苯四甲酸酐)和ODPA(单醚酐)为主要原料,制备了两种分子结构的聚酰亚胺(PI)膜,并考察了其预聚体聚酰胺酸(PAA)溶液的特性黏度[η]和亚胺化后PI膜的力学性能、热性能。研究结果表明:PAA溶液的[η]随分子链柔性增加而递减;亚胺化后醚键相对较多的PI能够改善大分子链的柔韧性,使其具有较好的膜基附着力、柔韧性和抗冲击强度;两种结构PI膜的热分解温度均超过510℃。     

亚胺化工艺对聚酰亚胺性能影响的研究

以4,4’-二氨基二苯醚ODA和均苯四甲酸二酐PMDA为原料分别采用溶液-固相亚胺化和化学亚胺化法制备了2种聚酰亚胺(PI)树脂。通过FT-IR、DSC、TGA、溶解性能等对PI树脂进行测试与表征。FT-IR表明,2种方法均形成了酰亚胺结构,DSC和TGA分析表明化学亚胺化法得到的PI的热性能优于溶液-固相亚胺化PI。溶解性测试表明溶液-固相亚胺化PI要优于化学亚胺化PI。()()     

可溶性无色透明FFDA-PMDA-ODA共聚聚酰亚胺的合成与性能

用9,9-双(3-氟-4-氨基苯基)芴(FFDA)与4,4'-二氨基二苯醚(ODA)作为二胺,以1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA)为二酐,以DMF为溶剂,通过化学酰亚胺化法制备PI(FFDA-PMDA-ODA)。由于引入氟基团、柔性醚键和芳香刚性非平面共轭结构,PI具有较好的溶解性,优异的光学透明性和良好的热稳定性。其可见光区透过率超过80%,紫外截止波长低至368 nm;玻璃化转变温度高达370℃,5%的热失重温度为558℃,10%的热失重温度高达585℃。     

双酚A型二胺和二酐与含吡啶环二胺共聚改性

用2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)和4-苯基-2,6-双(4-氨基苯基)吡啶(PBA P)作为二胺,双酚A型二酐(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.分别经热亚胺化和化学亚胺化过程合成了3种聚酰亚胺(PI).用傅里叶变换红外光谱表征聚合物的结构.结果表...     

湿度传感器用聚酰亚胺材料亚胺化工艺研究

利用红外光谱、差热和热失重等分析手段,对聚酰胺酸(PA)的亚胺化工艺过程进行了研究,分析了聚酰亚胺薄膜样品在热演化过程中的分子结构变化,揭示了PA向聚酰亚胺(PI)转化的物理化学过程。实验发现,70～110℃之间各种溶剂挥发比较激烈,PA环化脱水转为PI的亚胺化反应在250℃已经基本完成。如果在150℃以下缓慢升温,使溶剂和化学反应生成物充分挥发,或在真空环境下进行亚胺化,有利于避免敏感膜出现气孔或开裂。     

侧链含硫的联苯四酸二酐及其聚酰亚胺的合成

以3,3′,4,4′-联苯四酸二酐(BPDA)为原料合成了2,2′-苯硫醚-4,4′,5,5′-联苯四酸二酐,然后分别与对苯二胺和4,4′-二胺基二苯醚通过高温缩聚法制备出两种侧链含硫的新型聚酰亚胺(PI)(PI-1和PI-2).与文献报道的直接由BPDA为二酐制备的PI相比,PI-1和PI-2均表现出良好的有机可溶性...     

聚酰胺酸薄膜热环化过程热分析

用差热扫描量热仪(DSC)和傅立叶红外光谱仪(FTIR),考察了梯度升温过程中聚酰胺酸PAA[由4,4-二胺基二苯醚(ODA)和3,3,4,4-二苯醚四酸二酐(ODPA)制备]薄膜环化度和玻璃化温度(Tg)随反应温度的变化。结果表明,随着温度的升高,聚合物薄膜的亚胺化程度和Tg不断增大,且各恒温点的薄膜Tg均高于反应温度。另外,由亚胺化程度与Tg的关系曲线可见,在环化程度低时,薄膜Tg增长缓慢;随着亚胺化程度继续增高,薄膜的Tg迅速增大。用热环化过程中分子活动性的变化解释了酰亚胺化反应过程中环化速率的变化。     

共聚聚酰亚胺纤维的结构与性能

将均苯四甲酸二酐（PMDA）／4,4＇-二苯醚二胺（ODA）／2-对氨基苯基-5-氨基苯并咪唑（PABZ）共聚体系的聚酰胺酸（PAA）溶液进行湿法纺丝,制成PAA纤维,采用热亚胺化的方法制得聚酰亚胺（PI）纤维。研究了不同的纺丝及其后处理条件对PI纤维结构性能的影响。结果表明：当聚合物中PABZ含量较高时,PAA初生纤维拉伸比较高,热亚胺化温度高,PI纤维的力学性能显著提高。当PABZ／ODA摩尔比为7／3,PAA初生纤维拉伸比为2．48,热处理温度512℃,处理时间5rain时,PJ纤维力学性能最好,其拉伸强度和初始模量分别为10．2,322cN／dtex,PI纤维热性能较好,在510℃左右仍有较好的热稳定性,其玻璃化转变温度为410～433℃。扫描电镜观察和广角X射线衍射分析表明,较高的热亚胺化温度会导致PI纤维内部出现裂纹,结晶度较低为16．63％。     

纳米氧化铝（Al2O3）/聚酰亚胺（PI）杂化薄膜的制备及性能研究

笔者以均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4’-二氨基二苯醚(ODA)为单体,以N,N’-二甲基二苯醚(DMAc)为溶剂,制备聚酰胺酸溶液。在此过程中,采用原位聚合法在酰胺酸溶液中加入氧化铝(Al2O3),通过热亚胺化处理制备得到氧化铝/聚酰亚胺(Al2O3/PI)杂化薄膜。用傅立叶变换衰减透射射红外光谱(ATR/FTIR)、静态热机械分析(TMA)、力学性能测试等手段对PI/Al2O3杂化薄膜结构和性能进行表征。红外分析表明,杂化薄膜热亚胺化完全,杂化反应充分进行,并且Al2O3和PI基体之间形成键接;TMA分析表明,PI/Al2O3杂化薄膜的热膨胀系数随氧化铝含量的增加而减小;常温拉伸性能测试表明,随着Al2O3量的增加,PI杂化薄膜弹性模量逐渐增大,而拉伸强度和断裂伸长率呈下降趋势;玻璃化转变温度测试表明,杂化Al2O3之后的玻璃化温度不是很明显;热重分析表明,引入一定量的Al2O3,薄膜的热分解温度降低。而含有10%氧化铝的杂化薄膜各项性能都表现出相对优良的性能。     

一种用于SLS型3 D打印聚酰亚胺微球的制备

聚酰亚胺(PI)具有优异的物理化学性能。以对苯二胺(PPD)和3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)为单体,以离子液体溴化1-丁基-3-甲基咪唑为溶剂,采用一步法制备了可用于SLS型3D打印的PI微球,并通过红外光谱分析、粒度分布分析、显微镜照片和扫描电镜照片分析、热重曲线分析对其结构及热力学性能进行表征。结果表明,PI微球亚胺化完全,呈类球形,粒径分布在1～30μm范围内,5%热失重温度为407.0℃;PI微球不但具有优良的耐热特性,而且比表面积大,亚胺化程度高,作为SLS型3D打印材料具有良好的应用前景。