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℃.     

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.     

浅色可溶含氟聚酰亚胺的合成与性能研究

利用含氟二胺2,2一双[4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷分别与1,2,3,4-环丁烷四酸二酐、均苯四甲酸二酐、3,3,,4,4'-联苯四酸二酐、3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐和3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐进行低温缩聚反应,经热酰亚胺化制备出5种含氟聚酰亚胺(PI)薄膜,均表现出优良的综合性能.其中,含脂环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%,紫外截止波长为307.2nm,近乎无色透明,且5种含氟PI在光通讯波段(1.30μm和1.55μm)无明显吸收;这些含氟PI均具有良好的溶解性;除含脂环PI的热稳定性稍差外,4种芳香PI薄膜的5%热失重温度均超过519℃,具有良好的热稳定性.     

共聚低热膨胀聚酰亚胺薄膜的制备与表征

以4,4′-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)为含氟二酐,4,4′-二氨基-2,2′-双三氟甲基联苯(TFMB)为含氟二胺,通过引入分子结构相对对称的刚性单体1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA)进行共聚合成了5种含氟比例不同的透明聚酰亚胺薄膜,并对其性能进行了表征。分析表明:引入刚性单体共聚后薄膜的热稳定性和耐热性有所提高;薄膜的介电常数随着PMDA含量的上升而增加;共聚薄膜在可见光领域的透光率低于均聚薄膜;拉伸实验显示在添加少量PMDA后,薄膜的拉伸强度和弹性模量有所增大,但当PMDA含量过高时其力学性能反而下降;随着PMDA含量的增加,薄膜的热膨胀系数明显降低。     

无色透明耐高温聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究

分别采用两种联苯型二酐单体,对称结构的3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐(s-BPDA)以及不对称结构的2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐(a-BPDA)与含氟芳香族二胺1,4-双(4'-氨基-2'-三氟甲基苯氧基)联苯(TFDAB)通过两步缩聚法制备了两种聚酰亚胺材料PI-1(s-BPDA/TFDAB)与PI-2(a-BPDA/TFDAB).研究结果表明,不对称结构可以显著增加PI薄膜在可见光区的透明性.25μm厚的PI-2薄膜在450nm处的透光率达到93%,而同样厚度的PI-1薄膜的透光率只有67%.此外,在PI分子结构中引入不对称结构不会牺牲材料的耐热稳定性、力学性能与介电性能.     

热塑性共聚聚酰亚胺薄膜的合成及性能研究

以2,2′-二甲基-4,4′-二氨基联苯(m-TB)为二胺单体,均苯四甲酸二酐(PMDA)和3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)为二酐单体,N,N′-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,采用常规的两步法制备了一系列不同二酐比例的热塑性聚酰亚胺,并通过红外光谱仪、X-射线衍射仪、热重分析仪、紫外光谱仪、动态热分析仪、溶解性测试等对共聚聚酰亚胺的结构和性能进行表征.结果表明:在1 780、1 720、1 500、1 380、1 050和725 cm~(-1)处出现明显的吸收峰,说明成功制备了聚酰亚胺材料;共聚聚酰亚胺只在PMDA与BPDA物质的量比为0.2∶0.8时存在结晶峰,其他比例时均为非晶聚合物;亚胺化后的共聚聚酰亚胺在DMSO、DMAc、DMF、NMP和m-cresol中有溶解性,证明成功制备出热塑性聚酰亚胺薄膜;热塑性共聚PI起始分解温度大于500℃,800℃时的质量保持率在50%以上,具有良好的热稳定性;随着聚合物中BPDA含量的提高,热塑性聚酰亚胺薄膜的玻璃化转变温度呈现下降的趋势.当紫外光波长达到400 nm时,薄膜的透光率高达57.6%,当波长为760 nm时,薄膜透光率均达到100%,成功制备了透光率较高的聚酰亚胺薄膜.     

含氟半脂环透明聚酰亚胺薄膜的制备和性能

分别将脂环族二酐单体1,2,3,4-环丁烷四酸二酐(CBDA,Ⅰ)、1,2,4,5-环戊烷四酸二酐(CPDA,Ⅱ)和1,2,4,5-环己烷四酸二酐(CHDA,Ⅲ)与芳香族含氟二胺1,4-双(4-胺基-2-三氟甲基苯氯基)苯(6FAPB,a)和4,4′-双(4-胺基-2-三氟甲基苯氧基)联苯(6FBAB,b)反应制备两个系列的含氟半脂环族聚酰亚胺(PI),研究了PI薄膜的热性能和光学性能.结果表明,制备出的PI薄膜具有良好的热稳定性,在氮气中起始热分解温度超过450℃、玻璃化转变温度超过250℃,在可见光范围内(400-700 nm)具有优良的透明性,450 nm处的透过率超过88%.两类PI薄膜在光通讯波段(1.30μm与1.55μm)均没有显著的吸收.     

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.     

高透明度可溶性聚酰亚胺共聚物的合成与表征

将含有柔性异亚丙基团的4,4'-(4,4'-异亚丙基二苯氧基)双苯酐(BSAA)与3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐(ODPA)共同作为二酐单体与4,4'-二氨基二苯砜(DDS)共聚得到含砜基的聚酰亚胺,研究了共聚物在多种常用溶剂中的溶解性,并检测了共聚物薄膜的可见光透过性能和玻璃化转变温度,探讨了共聚物的溶解性、光透过性能以及玻璃化转变温度与柔性单体含量之间的关系.     

热和化学亚胺化对ODPA/ODA聚酰亚胺薄膜性能的影响

以4,4'-二胺基二苯醚(ODA)和3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐(ODPA)为单体,采用两步法,分别经热亚胺化和化学亚胺化过程制备了两种聚酰亚胺(PI)薄膜,并对两种薄膜的性能进行了表征.傅立叶红外光谱(FT-IR)表明两种薄膜均已完全亚胺化.化学亚胺化的PI薄膜的玻璃化温度、热稳定性均高于热亚胺化的薄膜.拉伸性能测试表明热亚胺化的薄膜具有较高的断裂伸长率,而化学亚胺化的薄膜的拉伸强度、弹性模量较大.     

Electrospun nanofiber belts made from high performance copolyimide

Electrospun nanofibers based on copolyimides were made, aiming at finding a promising method for improving the mechanical properties of electrospun polyimide nanofibers. The copolyimide had a backbone consisting of 3,3',4,4'-biphenyl-tetracarboxylic dianhydride (BPDA), biphenylamide (BPA) and 4,4'-oxydianiline (ODA) residues. The structure and composition of the copolyimide was controlled by the ratio of rigid BPA and flexible ODA moieties. The electrospun copolyimide nanofibers were collected in the form of a belt using a rotating disc with a rim of 8?mm width. Scanning electron microscopy (SEM), infrared (IR) spectroscopy, x-ray scattering and tensile testing, dynamic mechanical analysis (DMA) and thermogravimetric analysis (TGA) were used to characterize the nanofiber belts. The nanofibers had a diameter range from 80 to 300?nm and were well aligned in the belts. The thermal stability of the nanofiber belts was over 460?°C. The tensile test showed that the copolyimide nanofiber belts had much better mechanical properties than either of the flexible and rigid homo-polyimide (homo-PI) nanofiber belts. The tensile strength, modulus and elongation to break of the copolyimide nanofiber belt with BPA/ODA ratio of 40/60 are respectively 1.1 ± 0.1?GPa, 6.2 ± 0.7?GPa and 20.8 ± 1.2%, compared to 459 ± 36?MPa, 2.1 ± 0.3?GPa and 41.3 ± 2.2% for BPDA/ODA homo-PI as well as 384 ± 18?MPa, 11.5 ± 0.6?GPa and 3.9 ± 0.1% for BPDA/BPA homo-PI. The important feature is that the electrospun polymer nanofibers can be made very strong by using copolyimides as spinning materials.     

可溶性ODA-ODPA-BPADA共聚聚酰亚胺的合成与性能

用4,4′-二氨基二苯醚（ODA）作为二胺,3,3′,4,4′-二苯醚四羧酸二酐（ODPA）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,合成了可溶性共聚聚酰亚胺。用红外光谱（FT-IR）、差示扫描量热（DSC）、热重分析（TG...     

PMDA/ODA型聚酰亚胺的共聚改性研究

以1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(队PB134)和4,4'-二氨基二苯醚(ODA)为二胺单体,与均苯四甲酸二酐(PM-DA)进行共聚,合成了一系列具有一定溶解性的聚酰亚胺(PI).采用IR、TGA、DSC、XRD和拉伸实验等手段,对其结构和性能进行了研究.结果表明:共聚酰亚胺(CoPI)薄膜为非晶态结构,其热性能和拉伸强度与均聚物相当,模量有所降低,而断裂伸长率显著提高.     

表面改性纳米TiO2粒子杂化PI薄膜的制备与性能研究

采用硅烷偶联剂(γ-巯丙基三乙氧基硅烷)对纳米TiO2粒子进行表面处理,通过原位聚合和流延成膜法制备了不同TiO2含量的PI/TiO2杂化膜,研究了杂化膜的热性能、力学性能,并通过扫描电镜(SEM)和广角X衍射(WAXD)研究了杂化膜的微观形貌结构,同时也对杂化膜的接触角和介电常数(ε)进行了研究分析.结果表明,杂化膜较纯膜的热分解温度(T5％)降低,但平均热分解温度仍然高于520℃,且膜的尺寸稳定性得到了提高,即热膨胀系数( CTE)降低;表面形貌分析表明,1％～5％的表面改性纳米TiO2能较好地分散在PI膜里,杂化膜的介电常数(3.50左右)均高于纯膜的的介电常数(2.91),杂化膜的接触角随着TiO2含量的增加呈现先减少后增加的趋势.     

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。     

笼型聚倍半硅氧烷增韧3层聚酰亚胺薄膜的制备与性能

以3,3′,4,4′-联苯四酸二酐(BPDA)-对苯二胺(PDA)/4,4′-二苯醚二胺(ODA)型聚酰亚胺为芯层,将2,2′-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)丙烷(BAPP)-BPDA型聚酰胺酸涂覆于芯层的上、下表面并热亚胺化得到3层聚酰亚胺薄膜。为提高3层聚酰亚胺薄膜的韧性,将降冰片烯二酸酐-马来酰亚胺基七异丁基聚倍半硅氧烷交替共聚物(poly(MIPOSS-alt-NA))作为BPDA的共单体引入到上、下表层的热塑性聚酰亚胺中。结果表明,当poly(MIPOSS-alt-NA)的质量分数为6.0%时,3层聚酰亚胺薄膜的断裂伸长率从7.2%提高到14.5%,热膨胀系数则从27.0×10-6 K-1降低至23.6×10-6 K-1,与铜箔制备的柔性覆铜板剥离强度达到12.0 N/cm,针对拉伸断面电镜照片的变化对增韧机理进行了分析。     

Polyimide/sepiolite nanocomposite films: Preparation, morphology and properties

Polyimide/sepiolite nanocomposite films have been prepared via an in situ polymerization method. The process involves the dispersion of sepioite in N,N-dimethylacetamide, polycondensation of 2,2′-bis [4-(3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride and 4,4′-oxydianiline in the presence of sepiolite suspension to form poly(amic acid), and the thermal imidization of poly(amic acid)/sepiolite nanocomposite. The morphology, thermal and mechanical performance, and water absorption of nanocomposite films were systematically studied with various sepiolite contents. The results indicated that sepiolite was dispersed homogeneously at a nanometer scale in polyimide matrix. Owing to such nanodispersion of sepiolite, the polyimide/sepiolite nanocomposite films exhibit dramatic improvements on the mechanical properties and the coefficient of thermal expansion while fine thermal stability and low water absorption capacity were also maintained. When the sepiolite content increased to 16% the polyimide/sepiolite nanocomposite film achieved as much as 41% and 94% increase on the tensile strength and modulus respectively, and 50% decreased in coefficient of thermal expansion.     

含螺环结构的二胺及其聚酰亚胺的合成与性能

首先,以双酚A和甲磺酸反应合成出3,3,3',3'-四甲基-6,6'-二羟基-1,1'-螺旋双茚满,然后与2-氯-5-硝基三氟甲苯反应得到3,3,3',3'-四甲基-6,6'-双[4-硝基-2-三氟甲基苯氧基]-1,1'-螺旋双茚满,最后在Pd/C-水合肼还原作用下得到3,3,3',3'-四甲基-6,6'-双[4-氨基-2-三氟甲基苯氧基]-1,1'-螺旋双茚满。采用上述二胺单体分别与1,2,3,4-环丁烷四酸二酐、均苯四甲酸二酐、联苯二酐、3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐和六氟二酐通过两步法制备出6种含螺环结构的聚酰亚胺(PI)。采用核磁、红外光谱、X射线衍射、紫外-可见光谱、热重分析、差示扫描量热分析和溶解性测试等手段表征了所得化合物和PI的结构与性能。研究结果表明,这些含螺环的PI主要表现为非晶结构和较大的分子链间距离,且具有良好的溶解性、光学性能和热性能。     

花青素-明胶/聚乙烯醇-淀粉复合膜制备与表征

目的 制备花青素明胶/聚乙烯醇淀粉双层复合膜,以期提高花青素单层膜的综合性能.方法 采用流延法分别制备紫薯、紫甘蓝、黑米、黑枸杞、玫瑰、玫瑰茄等6种花青素明胶/聚乙烯醇淀粉双层复合膜,并对比研究膜层的微观组织结构、含水率、力学性能及光学性能.结果 从红外光谱图中可以看出,双层复合膜分子结构没有出现新的特征峰,双层膜结合方式为物理结合,没有新的结构生成,且除紫甘蓝明胶/聚乙烯醇淀粉双层复合膜外,其余复合膜均存在明显的分层界线,2层结合处膜层结构均匀致密,结合良好.不同双层膜的含水率差异显著,而双层复合膜比花青素单层膜的含水率明显降低,不同双层膜的拉伸强度和断裂伸长率差异不显著,与单层花青素明胶复合膜相比,双层复合膜的拉伸强度和断裂伸长率大幅增加,其中紫薯双层膜的拉伸强度增加了75％,断裂伸长率增加了22.9％;所有双层复合膜的透光率相差不大,均在80％以上;与花青素明胶单层膜相比,双层膜的雾度增加了20％左右.结论 制备的双层膜改善了单层膜的力学性能,提高了花青素明胶单层膜的综合性能.