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。     

亚胺化途径对聚酰亚胺薄膜性能的影响

以3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐(BPDA)和4,4′-二氨基-2,2′-双三氟甲基苯(TFMB)为原料制备聚酰胺酸,再分别采用热亚胺化法和化学亚胺化法制备聚酰亚胺(PI),最后铺膜形成聚酰亚胺薄膜,并对其性能进行表征。结果表明:化学亚胺化制得的薄膜具有更优异的力学性能、更好的可溶性以及在可见光范围内拥有更高的透光率,但相比热亚胺化制备的薄膜,其亚胺化程度和起始分解温度较低,介电常数较大。     

低介电常数聚酰亚胺多孔薄膜的制备

以3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐和4,4′-二氨基二苯醚为单体,以三聚氰胺为成孔剂,制得一种聚酰亚胺多孔薄膜,并对薄膜的微观结构、力学性能及介电常数等进行测试。结果表明:制备该聚酰亚胺多孔薄膜的成孔工艺简单可行,三聚氰胺成孔剂可用热水溶解的方法去除。多孔薄膜孔洞数量多,且分布比较均匀。薄膜的介电常数较低、力学性能良好、吸湿率较低。当三聚氰胺添加量分别为25%和40%时,聚酰亚胺多孔薄膜的介电常数分别为1.82和1.36,聚酰亚胺多孔薄膜的拉伸强度分别为86 MPa和74 MPa,断裂伸长率分别为15%和10%。     

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%。     

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。     

无规嵌段共缩聚聚酰亚胺的制备与性能研究

以3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐(BPDA)、对苯二胺(pPDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)4种单体为原料,制备出一系列pPDA-BPDA组分占不同摩尔百分含量的无规嵌段共缩聚聚酰亚胺薄膜。通过力学性能、热性能、电性能测试对薄膜的性能进行了研究。结果表明,随着pPDA-BPDA刚性嵌段引入量的增加,聚酰亚胺薄膜的弹性模量和拉伸强度得到较大提高,而其断裂伸长率呈现先增加后下降趋势;热稳定性增强;击穿场强在pPDA-BPDA组分摩尔百分含量为50%时达到最大,但均低于未引入嵌段时的薄膜的击穿场强。     

BPDA/ODA体系微支化交联聚酰亚胺薄膜制备与性能研究

以三官能度的1,3,5-三(4-氨基苯氧基)苯(TAPOB)为交联剂,在3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)体系聚酰亚胺(PI)薄膜中构建微支化交联结构,制备出一系列具有不同TAPOB含量的PI薄膜,研究了TAPOB含量对薄膜力学性能、热力学性能、介电性能和吸水率的影响.结果表明:TA-POB的引入可明显提高BPDA/ODA体系PI薄膜的综合性能,交联结构的存在有利于提高薄膜的力学性能、降低热膨胀系数(CTE)和吸水率,微支化结构则对降低介电常数有一定的作用.     

2,2-双[4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]砜及其聚酰亚胺的合成与性能研究

2-氯-5-硝基三氟甲苯与4,4’-二羟基二苯砜经亲核取代反应得到2,2-双[4-(4-硝基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]砜(Ⅰ),然后在Pd/C和水合肼作用下发生还原反应得到2,2-双[4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]砜(Ⅱ)。该二胺单体Ⅱ分别与均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3’,4,4’-联苯四酸二酐(BPDA)、3,3,’4,4’-二苯醚四酸二酐(ODPA)和3,3’,4,4’-二苯甲酮四酸二酐(BTDA)进行低温缩聚反应得到聚酰胺酸,经热酰亚胺化制备出4种砜基取代含氟聚酰亚胺(PI)薄膜。结果表明,这些PI薄膜均具有良好的光学透明性和溶解性,其中ODPA基PI薄膜的光学透明性最好,450 nm处的透光率达到85.4%。     

低膨胀聚(酰胺-酰亚胺)薄膜的制备与性能研究

以2,2′-双(三氟甲基)-4,4′-二氨基联苯(TFMB)和氯化偏苯三酸酐(TMAc)为原料通过酰基化反应得到含三氟甲基酰胺型四羧酸二酐(TA-TFMB),再与4,4′-二氨基二苯醚(ODA)和TFMB两种二胺通过一步法共聚制备了一系列聚(酰胺-酰亚胺)(PAI)薄膜,并对薄膜进行动态热机械分析(DMA)、差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)及光学性能测试。结果表明:PAI薄膜具有良好的热性能和光学性能,玻璃化转变温度为307.0～320.5℃,氮气氛围下,5%热分解温度为449.0～471.0℃;PAI-ODA的线性热膨胀系数(CTE)为17.63×10~(-6)/K,与普通铜箔的CTE(17.0×10~(-6)K)相一致;PAI-TFMB具有最高的透光率(85.43%),PAI薄膜颜色参数中的b*值和雾度指数(Haze值)分别低至7.37和0.56。     

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。     

BPDA/ODA/PDA型PI薄膜的制备及性能研究

在3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(s-BPDA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)分子结构中引入刚性对苯二胺(PDA),通过无规共聚法制备聚酰亚胺(PI)薄膜,采用XRD、TMA、DMA、TGA和万能试验机对薄膜聚集态结构及物理性能进行表征。结果表明:PDA单体的引入可显著降低PI薄膜的热膨胀系数,提高拉伸强度、弹性模量、玻璃化转变温度和热分解温度。其中,随着刚性PDA单体含量的增加,该系列PI薄膜的拉伸强度、弹性模量、玻璃化转变温度和热分解温度呈递增趋势,热膨胀系数和断裂伸长率呈递减趋势。通过调控不同二胺单体的比例可以达到分子结构设计的目的,进而制备出热膨胀系数等多项物理参数可调的联苯型PI薄膜。     

低熔点高结晶性热塑性聚酰亚胺薄膜的制备及性能研究

以3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐(BPDA)、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(TPER)、3,4′-二氨基二苯醚(3,4′-ODA)、邻苯二甲酸酐(PA)为原料制备了一种共聚封端热塑性聚酰亚胺(TPI)薄膜,采用DSC、TG、万能拉伸试验机、DMA等对其性能进行测试和分析。结果表明:共聚封端TPI薄膜的加工性能提高,同时保持了较高的热稳定性和较好的拉伸性能。其中加入3%PA封端剂制备的树脂综合性能最好,具有较低的熔点(328.8℃)、结晶温度(311.6℃)、损耗模量(4.1×108Pa)和较高的玻璃化转变温度(210.1℃),采用该树脂制备的TPI薄膜综合性能最佳。     

N位取代聚苯并咪唑酰亚胺薄膜:改善的溶解性与透过率

试验合成了两种新型的N-苯基取代苯并咪唑二胺,区别在于N-苯基的邻位分别由甲基和氟原子取代.将新型二胺分别与二酐4,4′-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)和4,4′-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)通过两步热亚胺法制备聚苯并咪唑酰亚胺(PBII)薄膜,并对新型二胺单体及PBII薄膜进行了性能测试与表征.结果表明:新型PBII薄膜表现出良好的耐热性(玻璃化转变温度Tg=341～381℃)和拉伸强度(σ=95～135 MPa).不同邻位取代的N-苯基破坏了分子的有效堆积,使得PBII薄膜的溶解性和光学透明性得到改善.     

含苯并噁唑结构聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究

为了制备满足新型电子封装材料相关性能要求的联苯型聚酰亚胺(PI)薄膜,将含有苯并噁唑结构单元的2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并噁唑(DAPBO)引入到以3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(s-BPDA)、对苯二胺(PDA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为单体合成的分子结构中,通过无规共聚法制备聚酰胺酸(PAA),再进行亚胺化得到PI薄膜,并表征其相关性能。结果表明:通过引入DAPBO二胺单体,该系列PI薄膜的多项物理性能得到显著改善。其中,DAPBO含量的增加促使该系列PI薄膜的力学性能和热学性能提高,而热膨胀系数(CTE)减小。当二胺单体中DAPBO的含量达到100%时,PI薄膜的拉伸强度可达278 MPa,CTE可降至7.47×10-6/K。     

喹啉低温亚胺化透明聚酰亚胺的制备与性能

以4,4′-二氨基-2,2′-双三氟甲基苯(TFMB)和3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐(BPDA)为原料制备聚酰胺酸,采用氮杂环类喹啉(QL)促进其在较低温度下亚胺化,并对QL用量、最高亚胺化温度及固化时间进行了优化.利用红外光谱法测定所得聚酰亚胺(PI)薄膜的亚胺化程度.结果表明:当QL添加量为BPDA物质的量的两倍时,聚酰胺酸在200℃下固化4 h,亚胺化程度即可超过99％;在250℃下处理0.5 h除去残留溶剂和QL后,PI的热稳定性大幅提高,而透光率基本不变.与300℃高温下亚胺化制备的PI薄膜相比,采用QL促进亚胺化的PI薄膜5％热失重温度(T5％)、玻璃化转变温度(Tg)和拉伸强度仅略有下降,而断裂伸长率提高,400 nm处的透光率从4.5％提高到34.4％.     

本征深色聚酰亚胺薄膜的制备与性能

针对先进柔性覆铜板(FCCL)领域对热塑性黑色聚酰亚胺薄膜的应用需求,采用含有生色亚胺(-NH-)基团的芳香族二胺单体4,4′-二胺基二苯胺(NDA)分别与一系列二酐单体,包括4,4′-(六氟异亚丙基)双邻苯二甲酸酐(6FDA)、2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)以及氢化3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(HBPDA)等聚合制备了3种有机可溶性PI(SPI)树脂,然后采用SPI/DMAc溶液在相对较低温度下(80～250℃)制备了PI薄膜.系统研究上述特征基团的引入对PI薄膜光学性能、热性能以及电学性能的影响机制.结果表明:制备的SPI树脂在极性非质子性溶剂,如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中具有良好的溶解性.制备的SPI薄膜具有本征深色特性,其在500 nm波长处的透光率(T500)小于5％,明度(L*)低于60.此外,该系列薄膜具有良好的耐热性能,玻璃化转变温度(Tg)最高可达375.9℃,氮气中5％失重温度(T5％)高于500℃.该系列薄膜还具有良好的电绝缘特性,其体积电阻率(ρv)均超过1015Ω·cm.     

含羧基聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究

以3,5-二氨基苯甲酸(35DABA)、4,4’-二氨基二苯醚(44ODA)和3,3’,4,4’-四甲酸联苯二酐(BPDA)为原料,在强极性非质子有机溶剂中进行聚合反应,制得了高粘度含羧基聚酰胺酸(CPAA)溶液,经涂膜、热亚胺化,得到了坚韧透明的含羧基聚酰亚胺(CPI)薄膜,并对其性能进行了研究.结果表明:CPI薄膜...     

一种含砜基聚酰亚胺在两层挠性覆铜板中的应用

将一种含砜基芳香杂环二胺(DAMI)分别与均苯四酸二酐(PMDA)、3,3’,4,4’-联苯四酸二酐(BPDA)、3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐(BTDA)合成聚酰胺酸,经过热亚胺化制得聚酰亚胺,并将其应用于两层挠性覆铜板。对聚酰亚胺进行热学和力学性能测试,对两层挠性覆铜板进行剥离强度测试。结果表明:合成的聚酰亚胺的拉伸强度均大于90 MPa,玻璃化转变温度均在230℃以上;制备的两层挠性覆铜板剥离强度良好,聚酰亚胺与铜箔之间接触良好。     

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。     

新型OLED柔性基板用聚酰亚胺薄膜研究

本研究以4,4’-二氨基苯酰替苯胺（DABA）和4,4’-二氨基-2,2’-二甲基联苯（m-TB）与均苯四甲酸二酐（PMDA）和4,4,-氧双邻苯二甲酸酐（ODPA）为原料,成功合成了有机发光二极管（OLED）柔性基板用聚酰亚胺（PI）薄膜。结果表明：当二胺与二酐摩尔比为0.990、加料时间为120 min、反应温度为0～30℃、搅拌速度为200～250 r/min、反应时间为240 min时,聚酰胺酸合成过程凝胶量少,黏度满足工业化合成要求。经400℃热亚胺化后,所得PI薄膜的玻璃化转变温度为450℃,1%热失重温度为554℃,热膨胀系数为4.1×10-6 K-1,拉伸强度为326.9 MPa,拉伸模量为9 572.8 MPa,电气强度为623 kV/mm,介电常数为3.251,这些参数指标满足OLED柔性基板的工业应用要求。