脂环二胺浅色透明聚酰亚胺薄膜的制备及性能表征

采用二步法,在冰浴的条件下,以含脂环结构的二胺单体5-氨基-1,3,3-三甲基环己甲胺(IPDA)和4,4′-二氨基二环己基甲烷(PACM)与二酐单体4,4′-(4,4′-异丙基二苯氧基)双(邻苯二甲酸酐)(BPADA),制备六种不同二胺比例的聚酰亚胺(PI)薄膜。通过红外光谱、X射线衍射(XRD)分析、紫外可见光谱、热机械分析、差示扫描量热(DSC)测试、热失重测试和力学性能测试对薄膜进行表征分析。结果表明,PI薄膜已经完全亚胺化,整体为无定型形态,在可见光范围内具有较高的紫外透过率,最大透过率均在87%以上,450 nm最高透过率为83.26%,力学性能表现出柔性,玻璃化转变温度(T_g)均在200℃左右,初始分解温度均在388℃以上,在未到初始分解温度之前,几乎不发生质量损失,热稳定性良好。     

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/℃。     

三元共聚浅色透明聚酰亚胺薄膜的制备及性能表征

采用两步法,以双环[2.2.1]庚烷二甲胺异构体混合物(NBDA)、2,6-二氨基甲苯(2,6-DAT)、4,4′-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)为原料,合成一系列不同比例二胺的浅色透明聚酰亚胺薄膜。通过红外光谱仪、紫外可见光谱仪、X射线衍射仪、差示扫描量热仪、静态热机械分析仪、热失重分析仪和万能材料试验机对薄膜进行表征分析。结果表明,薄膜已经亚胺化完全,整体为无定型结构,玻璃化转变温度(T_g)随着2,6-DAT含量的增加而增大,最高可达268.46℃,热失重初始分解温度均在485℃以上,800℃残炭率最高为52.62%;在50～100℃温度范围内,热膨胀系数(CTE)最低为9.96×10^-6/℃,断裂伸长率在5.08%～8.26%范围内,具有良好的力学性能,薄膜在450 nm处的紫外透过率最高可达86.03%。     

含苯并双咪唑高阻燃共聚聚酰亚胺薄膜的制备及其性能研究

以二胺单体2,2′-对苯基双-(5-氨基苯并咪唑)(PBABI)、 1,4-二氨基苯二胺(p-PDA)与二酐单体3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)进行共聚,制备高相对分子质量的聚酰亚胺(PI)前驱体聚酰胺酸(PAA),再通过热酰亚胺化的方式得到含苯并双咪唑重复单元的高阻燃共聚PI薄膜;研究了PI薄膜的聚集态结构、化学结构、热稳定性、阻燃性能和力学性能。结果表明:随着苯并双咪唑单体的增多,PI薄膜逐渐从有序堆积向无定型结构演变;苯并双咪唑结构促进了PI薄膜体系中形成分子间氢键作用;苯并咪唑的引入使PI薄膜的最大热分解温度提高5℃、玻璃化转变温度提升90℃、拉伸强度提高126 MPa,同时含苯并双咪唑的PI薄膜表现出优异的阻燃性能,极限氧指数提高到54%。     

微波辐射合成聚酰胺酸和聚酰亚胺的研究

在N,N’-二甲基甲酰胺溶剂中,以均苯四甲酸酐和3,3’,4,4’-二苯酮四羧酸二酐为二酐单体,4,4’-二氨基二苯醚和4,4’-二氨基二苯甲烷为二胺单体,采用微波辐射低温溶液共缩聚,合成了聚酰胺酸(PAA)预聚体,然后亚胺化脱水、环化,生成共缩聚聚酰亚胺(PI)。通过红外光谱(FT-IR)、特性粘度[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1 775 cm-1和1 724 cm-1处观察到聚酰亚胺特征峰;TG表明,PI的5%热失重温度(Td5%)为477℃,10%热失重温度(Td10%)为553℃。     

脂环二酐与不同二胺制备浅色透明聚酰亚胺薄膜

使用两步法,以环丁烷四甲酸二酐(CBDA)为二酐,分别与4,4′-二氨基二苯醚(ODA)、4,4′-亚甲基双(2-乙基)苯胺(M-OEA)、4,4′-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺)(M-DEA)、4,4′-二氨基苯酰替苯胺(DABA)、4,4′-二氨基-2,2′-二甲基-1,1′-联苯(M-Tol)合成一系列浅色透明的聚酰亚胺。通过红外光谱仪、紫外可见光谱仪、X射线衍射仪、差示扫描量热仪、静态热机械分析仪、热失重分析仪和万能材料试验机对薄膜进行表征分析。结果表明：薄膜已亚胺化完全,整体为无定形结构,玻璃化转变温度(T_g)最高可达259.18℃,初始分解温度在450℃以上,800℃的质量残留率最高为58.98%,热膨胀系数(CTE)最低为22.31×10^-6℃^-1,断裂伸长率在2.21%～10.62%范围内,具有良好的力学性能,薄膜在450 nm处的紫外光透过率最高可达89.07%。     

基于一种含吡啶的氟化二胺的聚酰亚胺合成与性能

对苯二酚依次与2-氯-5-硝基三氟甲苯和2-氯-5-硝基吡啶进行亲核取代反应，还原后制备了一种含吡啶杂环的氟化二胺单体6-{4-[4-氨基-2-(三氟甲基)苯氧基]苯氧基}吡啶-3-胺，并采用两步法将其与二酐聚合，得到4种芳香族聚酰亚胺（PI）。对所得PI的溶解性、耐热稳定性、光学性能、力学性能进行了测试。结果表明，基于4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和六氟二酐的PI在常见有机溶剂中均具有良好的溶解性。N2氛围下，这些PI的5%和10%热失重温度分别在548.8～594.2和566.3～609.7℃之间，玻璃化转变温度在226～290℃之间，具有良好的耐热稳定性。这些PI薄膜有较好的光学透明度和力学性能，截止波长在382～438 nm范围内，500 nm处的透过率在52%～78%范围内，拉伸强度为98.3～110.5 MPa，杨氏模量为1.86～2.14 GPa，断裂伸长率为9%～23%。     

含苯环侧基三元共聚PI的合成及其表征

以4,4’-二胺基二苯醚(ODA)、2,2’-双[3-苯基-4(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BPAPOPP)和均苯四甲酸酐(PMDA)为单体,采用溶液共缩聚方法合成了一系列共聚聚酰亚胺(PI)薄膜;采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)等分析了PI薄膜的结构和性能。结果表明:随着高聚物中柔性体系含量的增加,PI薄膜的热学性能和力学性能都有一定程度降低;但其加工性能得到了改善。     

含3,3’,5,5’-四甲基结构的新型聚芳酰胺的合成与表征

摘 要：本文从分子设计的角度出发,以苯甲醛和2,6-二甲基苯胺为原料,经过一步法合成一种含四甲基结构的二胺单体。利用Yamazaki磷酰化法,将自制的二胺单体分别与对苯二甲酸（PTA）、间苯二甲酸(IPA)和二羧基联苯醚(OBA)三种二酸单体经一步缩聚得到了三种新型可溶性芳香聚芳酰胺,特性黏度在0.57~0.84dL/g之间。该聚芳酰胺表现出优异的溶解性能和光学性能：室温下不仅可以溶于高沸点的N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）、N, N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N, N-二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亚砜(DMSO)中,还能溶于低沸点的氯仿（CHCl3）等有机溶剂中,而且大部分聚合物在这类溶剂中的溶解度可达10 wt% 以上。所制得的聚芳酰胺薄膜颜色浅、透明性高,截断波长在312~345 nm之间,500 nm处的透过率均超过80%。此外,该系列聚芳酰胺还表现出良好的热学性能和机械性能：玻璃化转变温度在338℃以上,空气和氮气中10%热失重在380℃和408℃以上;其薄膜的拉伸强度、断裂伸长率和起始模量分别在64~81MPa、8.0%~9.2 %和1.4~2.0GPa之间。     

共缩聚型可溶性聚酰亚胺的合成与性能

用带有侧基的柔顺性单体3’，3-二甲基-4，4’-二胺基二苯甲烷（MDT），4，4’-二氨基二苯醚（ODA）作为共缩聚二胺单体与3，3’，4，4’-二苯醚四羧酸二酐（0DPA）进行共缩聚反应，合成了一种可溶于N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP），N，N＇-二甲基甲酰胺（DMF），N．N＇-二甲基乙酰胺（DMAc）等强极性溶剂的可溶性聚酰亚胺。红外光谱测定表明，在1780．1720和1380cm^-1附近观察到聚酰亚胺特征峰，所得样品在NMP中的特性粘度为1．236～1．278dL／g，玻璃化温度为258～268℃。氮气中的热分解温度在500℃以上。     

系列聚酰亚胺的制备及其结构表征

以二苯醚四羧酸二酐（0DPA）为二酐单体,对苯二胺（PDA）和二胺基二苯基醚（ODA）为二胺单体,通过低温缩聚合成一系列聚酰胺酸（PAA）和聚酰亚胺（PI）薄膜,对其结构和力学性能进行表征,并比较ODPA—PDA和ODPA—ODA薄膜的力学性能。结果表明,PAA的酰亚胺化较完全;链节元素组成与空间构型对于PAA与PI薄膜的力学性能影响较大,其中,PI（ODPA—PDA）薄膜的拉伸强度达到450MPa。     

2，6-二（对氨基苯）苯并[1，2-d；5，4-d＇]二噁唑的合成

2,6-二（对氨基苯）苯并[1，2-d；5，4-d’]二噁唑是一种重要的有机二胺，可与不同二酐单体缩聚合成聚酰亚胺。由于其分子结构中含有苯并双噁唑官能团，因而具有优异的热性能，使得合成的聚酰亚胺具有更出色的耐热性。     

基于间苯二甲胺单体的聚酰亚胺的合成与性能

以间苯二甲胺（MXDA）为二胺单体分别与五种芳香族二酐：4,4''-氧双邻苯二甲酸酐 （ODPA）、3,3'',4,4''-二苯甲酮四甲酸二酐（BTDA）、3,3'',4,4''-联苯四羧酸二酐（BPDA）、4,4''-（六氟异丙烯）二酞酸酐（6FDA）和4,4''-(4,4''-异亚丙基二苯氧基)双(邻苯二甲酸酐)（BPADA）在间甲酚中通过一步法合成了五种聚酰亚胺（PI）。采用FTIR、1HNMR分析了聚合物的分子结构，用DSC、TGA、UV-Vis等仪器研究了聚合物的性能。结果表明，所制备的PI特性黏数在0.36~1.44 dL/g，在酚类溶剂中均具有良好的溶解性；PI的玻璃化转变温度（Tg）在184~243 ℃之间，氮气气氛下5%热失重温度为485~538 ℃，热稳定性优异；PI薄膜在400 nm处的透过率为24%~85%，500 nm的透过率可达69%~88%，截止波长区间308~367 nm，具有良好的透明性；PI薄膜的拉伸强度、杨氏模量和断裂伸长率分别在41.1~85.3 MPa、1.7~2.1 GPa和2.5~8.7%的范围内，具有良好的机械性能。     

耐高温单组分环氧胶粘剂的制备

以3,3’-二氨基-4,4’-二羟基联苯（DADHBP）、2,2-双[4-（4-氨基苯氧基）苯基】丙烷（BAPOPP）、3,3’,4,4’-四羧基二苯醚二酐（ODPA）为主原料合成了合酚羟基的聚酰亚胺树脂（HPI）;以HPI为耐高温增韧剂,与N,N,N’,N’-四缩水甘油基-4,4’-二氨基二苯甲烷（TGDDM）、固化剂等配制了综合性能优异的耐高温单组分环氧胶粘剂。     

3,5-双(4-氨基苯氧基)苯甲酸的合成及其聚酰亚胺薄膜的性能研究

合成3,5-双(4-氨基苯氧基)苯甲酸(35BAPBA)。其方法为3,5-二羟基苯甲酸(35DHBA)和对氯硝基苯(PCNB)通过缩合反应,合成得到了3,5-双(4-硝基苯氧基)苯甲酸(35BNPBA);然后,进一步还原,得到3,5-双(4-氨基苯氧基)苯甲酸(35BAPBA),基于35BAPBA单体,制得多种结构的含羧基芳香族聚酰亚胺薄膜,并对这些薄膜的性能进行研究。制得的3,5-双(4-氨基苯氧基)苯甲酸(35BAPBA)的熔点为245.8℃,且纯度高。各类薄膜的透过率均可达80%以上,具有良好的紫外吸收性能;吸水性均小于3%,具有优异的疏水性能;其拉伸强度在15~56MPa之间。     

Cardo半芳香型透明聚酰亚胺的合成及性能

以酚酞和邻甲酚酞为原料合成的cardo双酚单体和以反式1,4–环己烷二胺为原料合成的含有酰亚胺环的单体,通过芳香亲核取代反应合成了一系列cardo型半芳香聚酰亚胺(PI),并通过改变cardo双酚单体侧基的体积大小,研究了系列PI的溶解性、耐热性和光学性等性能。结果显示,该系列PI具有良好的热性能,其玻璃化转变温度(Tg)在270~316℃之间,在氮气中失重5%的热分解温度在401~434℃之间,失重10%的热分解温度在419~446℃之间,有较好的耐热稳定性;该系列PI在常规的有机溶剂中均具有良好的溶解性;该系列PI薄膜的紫外截止波长低于354 nm,在450 nm处的透过率大部分都在80%以上,表明该系列PI薄膜有较好的透明性。     

含苯并噁唑结构耐高温聚酰亚胺模塑料制备及性能

为提高聚酰亚胺(PI)模塑料的耐高温性能,以2–(4–氨基苯基)–5–氨基苯并噁唑(BOA)和二氨基二苯醚作为混合二胺与均苯四甲酸酐合成聚酰胺酸树脂,随后通过热亚胺化法制备得到不同噁唑单元添加量的PI模塑粉。利用傅立叶变换红外光谱对模塑粉化学结构进行表征,并考察其在氮气和氧气氛围中的热失重行为。通过热模压方法制备得到含苯并噁唑结构的耐高温PI模塑料,对模塑料室温和430℃高温条件下力学性能进行测试,并对其高温性能稳定性和尺寸稳定性进行表征分析。结果表明,通过两步法和热亚胺化法成功将噁唑基团引入到PI结构中;随着BOA引入量的增加,模塑粉耐热氧稳定性显著提升,模塑料室温拉伸性能有所下降,压缩性能提升,但430℃高温下拉伸性能和压缩性能均优于不含BOA的模塑料,且力学性能保持率显著提高;BOA的引入还提高了PI材料高温性能稳定性,显著降低线性热膨胀系数,含苯并噁唑结构的PI模塑料展现出优越的耐高温性。     

可溶性聚酰亚胺树脂的合成及其薄膜制备

以含支链3,3′-二乙基-4,4′-二氨基二苯甲烷(M-OEA)为二胺单体,采用高温一步法与四种二酐进行聚合,合成了四种聚酰亚胺(PI)树脂,并制备了一系列聚酰亚胺薄膜。对聚酰亚胺树脂进行了溶解性测试,并通过傅里叶红外光谱、紫外-可见分光光度计、差示扫描量热仪、热重分析仪、静态热机械分析仪及电子万能材料试验机对PI薄膜的结构、光学性能、热性能和力学性能进行了表征。结果表明,该系列树脂溶解性优异,薄膜热稳定性良好,5%热失重温度(T_d⁵)均在390℃以上,玻璃化转变温度(T_g)均高于230℃,两种半脂环族PI薄膜的光学性能优异,紫外截止波长280 nm。     

聚酰亚胺/聚苯胺-二氧化钛复合薄膜制备及其性能表征

摘要：以4,4 -二氨基二苯醚（ODA）和均苯四甲酸二酐（PDMA）为单体,以聚苯胺-二氧化钛（PANI-TiO2）为掺杂物,用原位聚合和超声振荡法制得墨绿色的黏稠液聚酰胺酸/聚苯胺-二氧化钛,经热亚胺化制得PI/PANI-TiO2复合薄膜。采用FTIR、SEM、TG-DTG、介电常数、电子万能试验机等对复合薄膜的结构、形貌和性能进行了表征与测试,同时与PI薄膜做了比较。结果表明,PI/PANI-TiO2薄膜的热亚胺化完全,PANI-TiO2粒子在PI基体中分布均匀。掺杂质量分数为10%PANI-TiO2的PI/PANI-TiO2复合薄膜的拉伸强度由纯PI的14.8 MPa提高到43.8 MPa;初始分解温度由纯PI的435℃提高到518℃,800℃时的残留量由纯PI的21.3%提高到57.7%;介电常数由3.38提高到3.86,介电损耗由0.0013提高到0.0040。可见PI/PANI-TiO2复合薄膜的力学性能和热稳定性能比未复合的PI增强了,相对介电常数和介电损耗因数提高了。     

纳米二氧化锆改性聚酰亚胺薄膜的制备及性能

聚酰亚胺（PI）在工程高分子材料领域广受关注,开发新型耐高温、疏水性良好的PI薄膜材料是推动高性能高分子材料在电动汽车等高新技术领域工程化应用的重要突破口。以间苯二胺（MPD）与4,4’-(4,4’-异丙基二苯氧基)二酞酸酐（BPADA）为原料,采用原位掺杂热亚胺化合成PI薄膜,通过向聚酰胺酸（PAA）前驱液中添加纳米ZrO2粉体对聚酰亚胺薄膜进行改性,制得不同ZrO2添加量（0.77%～1.93%,以MPD、BPADA总质量为基准,下同）的复合型PI薄膜。借助XRD、SEM、EDS、FTIR及TGA对复合薄膜进行了结构和形貌表征。结果表明,与纯PI相比,ZrO2添加量为1.93%的复合薄膜初始分解温度为415℃（提高5%）,水接触角为91.7°（提高61%）,表明ZrO2对改善PI薄膜的性能具有重要作用。