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.     

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。     

共聚法制备低热膨胀透明聚酰亚胺薄膜

针对含氟聚酰亚胺薄膜透明度高但热膨胀系数大的问题,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)为原料,采用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)进行共聚的方法合成了三种含氟比例不同的透明聚酰亚胺薄膜,编号为PI-1、PI-2、PI-3,作为对照,以PMDA和ODA(4,4-二氨基二苯醚)合成了PI-4,并对其性能进行了表征。热重分析表明,引入刚性单体共聚提高了含氟薄膜的热稳定性;介电测试显示,含氟薄膜的介电常数小于传统聚酰亚胺薄膜,PI-1的介电常数小于共聚薄膜PI-2和PI-3.;紫外-可见光谱图表明含氟聚酰亚胺薄膜的透光率明显大于传统薄膜,PI-1、PI-2、PI-3的截断波长分别为355 nm、360 nm和372 nm,黄色指数分别为6. 4、6. 9和8. 94,三种薄膜在波长500 nm处的透过率均超过90%;拉伸试验显示含氟聚酰亚胺薄膜的拉伸强度远低于传统聚酰亚胺,在添加部分刚性单体后,其力学强度有所增大;四种薄膜的热膨胀系数分别为14. 8×10~(-5)/℃、9. 9×10~(-5)/℃、5. 4×10~(-5)/℃和4. 0×10~(-5)/℃,随着PMDA含量的增加,薄膜的热膨胀系数明显降低。