原位一步法制备BTDA/4,4′-ODA/4,4′-SDA 聚酰亚胺表面银化薄膜

采用原位一步自金属化的方法制备了具有反射性和导电性的表面银(Ag)化的聚酰亚胺(PI)薄膜,PI是由一种二酐(3,3′,4,4′-四羧基二苯酮酐,BTDA)和两种二胺(4,4′-二氨基二苯醚,4,4′-ODA与4,4′-二氨基二苯硫醚,4,4′-SDA)三元共聚而得,系统研究了4,4′-SDA的引入对薄膜性能及相态结构的影响.结果表明,4,4′-SDA的加入有助于银的还原和迁移,并利于薄膜导电性的提高,薄膜的反射率在两种二胺单体4,4′-ODA与4,4′-SDA的摩尔比为1比1时达到最佳.     

含硫杂环桥联的高折射率聚酰亚胺的合成与性能

合成了两种含硫杂环桥联的芳香族二胺单体,2,5-双(4-氨基苯硫基)噻吩(APST)以及2,5-双(4-氨基苯硫基)-1,3,4-噻二唑(BATT).分别采用这两种二胺单体与含硫二酐单体4,4′-双(3,4-二羧基苯硫基)二苯硫醚二酐(3SDEA)通过两步聚合法制备了两种聚酰亚胺(PI),PI-1(3SDEA-APST)与PI-2(3SDEA-BATT).系统研究了含硫杂环对PI耐热性能以及光学性能的影响.研究结果表明,与苯环相比,含硫杂环的引入在一定程度上降低了PI薄膜在可见光区(400～700nm)的光学透明性以及耐热稳定性.PI-1与PI-2薄膜的起始热分解温度(T5%)分别为418℃与466℃.PI薄膜在450nm处的透光率低于50%.但是含硫杂环的引入可以显著提高PI薄膜的折射率.PI-1与PI-2的折射率分别为1.7527和1.7490.两种材料的双折射均小于0.01.     

高折射率高透明性半脂环聚酰亚胺的合成与性能

采用脂环二酐单体2,3,5-三羧基环戊烷基乙酸二酐(TCAAH)分别与两种含硫芳香族二胺单体,4,4′-双(4-氨基苯硫基)二苯硫醚(3SDA)与2,7-双(4-氨基苯硫基)噻蒽(APTT)通过两步法制备了两种半脂环聚酰亚胺(PI).制备的PI薄膜在可见光波长范围内(400~700 nm)具有优良的透明性,400 nm处的透过率超过85%.此外,该系列薄膜还具有良好的耐热稳定性,氮气中的起始热分解温度超过480℃,玻璃化转变温度超过250℃.PI薄膜在632.8 nm处的折射率大于1.68,双折射小于0.006.为了进一步提高PI薄膜的折射率,初步考察了PI前体溶液聚酰胺酸(PAA)与高折射率无机TiO2纳米粒子的复合工艺.结果表明,PI-TiO2薄膜同样具有良好的透明性,632.8 nm处的折射率达到1.76.     

Pd2(dba)3/BINAP催化合成[4,4′-(4,4′-二苯亚胺基)二苯甲酰胺基]二苯醚

在三乙胺催化下,4-溴苯甲酰氯与4,4′-二氨基二苯醚反应制得[4,4 ′-(4,4′-二溴)-二苯甲酰胺基]二苯醚(1);1与苯胺在Pd2 (dba) 3/BINAP催化下合成了新化合物——[4,4′-(4,4′-二苯亚胺基)二苯甲酰胺基]二苯醚,其结构经1 H NMR和FT-IR表征.     

基于苯醚型含氟二胺的聚酰亚胺膜材料的合成与表征

4,4′-二羟基二苯醚和2-氯-5-硝基三氟甲苯经Williamson反应得到4,4′-双(4-硝基-2-三氟甲基苯氧基)二苯醚;在Pd/C-水合肼还原作用下得到4,4′-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)二苯醚(p-6FAPE).采用3种苯醚型含氟二胺1,4-双(3-氨基-5-三氟甲基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯和p-6FAPE分别与3,3′,4,4′-二苯醚四酸二酐(ODPA)和均苯四甲酸二酐通过两步法制备出6种含氟聚酰亚胺(PI),对其溶解性、热性能和光学性能进行研究.这些PI具有较好的溶解性,且具有良好的热稳定性;ODPA基PI在可见光波长范围具有优良的透明性,450 nm处的透光率超过80%.     

聚酰亚胺/聚丙烯腈共混黑膜的制备及其结构与性能

采用共混的方法制备聚酰胺酸/聚丙烯腈(PAA/PAN)共混溶液.其中2种PAA溶液分别由二酐(3,3′,4,4′-联苯二酐(BPDA)与均苯四甲酸二酐(PMDA))和二胺(对苯二胺(PDA)与4,4′-二氨基二苯醚(ODA))均聚或共聚而得,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,PAN溶于DMAc中制成溶液后与PAA溶液混合,涂膜后热处理制得聚酰亚胺(PI)/PAN共混薄膜.分析了PAA和PAN在热处理过程中的变化,以及PAN的加入量对共混薄膜的结构与性能的影响.结果表明,在热处理过程中,PAA完成了亚胺化成为PI,而PAN完成了预氧化,形成了稳定的梯形结构,制备出具有良好力学性能、黑色、不透光的薄膜,但是随着PAN含量的增加,体系发生明显的相分离,薄膜力学性能有所下降,(BPDA/PDA/ODA)PI中加入10%的PAN和(PMDA/ODA)PI中加入20%的PAN时能获得具有良好力学性能的黑色、低透光率的薄膜.     

不同比例的s-BPDA/i-BPDA型聚酰亚胺共聚结构与性能关系

由不同比例的二酐单体3,3′,4,4′-联苯四酸二酐(s-BPDA)/2,2′,3,3′-联苯四酸二酐(i-BPDA)与二胺单体4,4′-二氨基二苯醚(4,4′-ODA)制得了一系列共聚可溶聚酰亚胺. 采用DSC 、TGA和拉伸等测试方法对所得共聚聚酰亚胺进行了表征, 实验结果表明, 所得聚酰亚胺具有优异的力学性能和热稳定性, 并且随着i-BPDA含量的增加, 聚酰亚胺的溶解性提高, 玻璃化转变温度(Tg)升高, 中间体聚酰胺酸的固有黏度降低.     

PAA/PU合金制备多孔PI薄膜及结构与性能研究

以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂, 在聚氨酯(PU)溶液中使均苯四酸二酐(PMDA)与4,4′-二氨基二苯醚(4,4′-ODA)缩聚成聚酰亚胺(PI)预聚体聚酰胺酸(PAA), 从而制成PAA/PU的混合溶液, 然后刮涂成膜, 经过热处理使得PAA亚胺化和PU降解, 制备多孔PI薄膜. 通过对薄膜进行红外光谱,热失重分析及透射电镜(TEM)观察, 结果表明, 最佳的PU热降解温度为360 ℃, PU降解后在PI基体中留下长条状纳米孔, 且孔径大小随聚氨酯含量的增加而增大. 通过对薄膜进行力学性能、 介电性能和吸水率研究, 结果表明, 随着体系中PU用量的增加, 热处理后的多孔PI薄膜的介电常数逐渐下降, 但拉伸强度降低, 吸水率上升.     

有机可溶性高折射率聚酰胺酰亚胺的合成与性能

采用含硫二胺1,4-双(4-氨基苯硫基)苯(2SPDA)与偏苯三酸酐反应制备了一种含硫二酸化合物1,4-双(4-三甲酰亚胺基苯硫基)苯(BTPB).以此二酸为原料与两种高硫含量二胺单体,4,4′-双(4-氨基苯硫基)二苯硫醚(3SDA)以及2,7-双(4-氨基苯硫基)噻蒽(APTT)通过高温缩聚法制备了两种聚酰胺酰亚胺(PAI).制备的PAI在室温下可溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中.PAI薄膜的起始热分解温度(T5%)超过440℃,玻璃化转变温度(Tg)大于190℃.PAI薄膜在波长大于500nm的可见光区具有良好的透明性.此外,PAI薄膜的折射率大于1.73,双折射小于0.04.     

4,4′-二苯甲烷二胺与碳酸二甲酯合成4,4′-二苯甲烷二氨基甲酸甲酯反应过程分析

对碳酸二甲酯(DMC)与4,4′-二苯甲烷二胺(MDA)合成4,4′-二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC)的反应过程进行了研究,采用质谱、元素分析、红外光谱以及核磁共振氢谱等手段,对反应中间产物和最终产物进行了分离、组成结构分析和确认。研究结果表明,该反应是一个经过中间产物的串联反应,主产物为MDC,中间产物结构为4-(4′-氨苯基)苯甲烷氨基甲酸甲酯。     

可溶性聚酰亚胺的制备及其在液晶显示器上的潜在应用

以3,5-二硝基苯甲酰氯和4-羟基联苯为原料,合成了功能性二胺单体3,5-二氨基苯甲酸联苯酯(DABBE).用此单体与3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二苯甲烷(DMMDA)、3,3′,4,4′-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)共缩聚,采用低温缩聚-化学亚胺化的方法,通过调节共聚物组成制备了5种聚酰亚胺(PI).利用FT-IR、NMR、UV-Vis与DSC等手段对合成二胺单体及聚酰亚胺进行了结构表征和性能测试;研究了其溶解性能、透光性能、取向性能和耐热性能.结果表明,5种聚酰亚胺均可溶于NMP、DMF等极性溶剂;对液晶分子取向时的预倾角随DABBE的比例增加而增大,可达1.8°.但当DABBE的比例增加时,PI的分子量降低,将影响其成膜性能.此外,实验所得的PI透过率大于80%,玻璃化转变温度在220℃以上.     

吡啶桥联的聚酰亚胺的合成与性能研究

以3,4-二甲基苯乙酮与3,5-双(三氟甲基)苯甲醛为原料,通过Chichibabin反应制备了吡啶桥联的四甲基化合物,该化合物再经氧化、脱水反应制备了主链含有吡啶环、侧链带有双三氟甲基取代苯侧基的新型含氟芳香族二酐单体,2,6双(3′,4′-二羧基苯基)-4-(3″-,5″-双三氟甲基苯基)吡啶二酐(6FDAPA).FT IR、NMR、质谱以及元素分析等测试结果表明,6FDAPA的结构与预期的相符.利用6FDAPA与另外一种不含氟的二酐单体2,6双(3′,4′二羧基苯基)4苯基吡啶二酐(DAPA)分别与含氟二胺单体,1,4双(2三氟甲基4氨基苯氧基)苯(6FAPB)通过两步热亚胺化法制备了两种聚酰亚胺(PI)薄膜.测试结果表明,6FDAPA6FAPB(PI2)与DAPA6FAPB(PI1)相比具有相近的耐热性能,玻璃化转变温度为280℃,起始热分解温度为580℃、700℃时的重量保持率64.5%.同时PI2具有更为优良的透光性,紫外可见光谱(UV Vis)测试表明,PI2与PI1薄膜在450nm处的透光率分别为85.7%与69.4%.     

2,2′-二氯-4,4′-二硝基重氮氨基苯与银的分光光度研究及其分析应用

4,4′-二硝基重氮氨基苯(DNAAB)曾被用于光度测定汞、镉和银。笔者最近合成了DNAAB的衍生物2,2′-二氯-4,4′二硝基重氮氨基苯(2,2′二氯-DNAAB),由于在两个苯环上处于—N=N—(?)—的邻位有吸电子基团Cl,使得—NH—的酸性增加及p—π共轭效应增加,可望有比DNAAB更好的分析化学特性。我们发现,在有或无非离子表面活性剂聚乙二醇辛基苯基醚(OP)存在的碱性溶液中,2,2′二氯-DNAAB呈玫瑰红色,而银(Ⅰ)可使其颜色减褪。本文报告了对此褪色反应的分光光度研究结果及其分析应用。一、主要试剂及仪器     

含苯并咪唑单元可溶性聚酰亚胺的合成和性能

合成了一种刚性芳香二胺单体3,3',5,5'-四甲基-4,4'-二胺基苯基甲苯(BDAP),与6-氨基苯基-2-氨基苯并咪唑(BIA)组成混合二胺,分别与4种商品化的二酐单体(均苯四酸二酐(PMDA)、联苯四酸二酐(BPDA)、二苯酮四酸二酐(BTDA)和二苯醚四酸二酐(ODPA))一步法缩聚合成了一系列可溶性聚酰亚胺.采用FTIR,1H-NMR,UV-Vis,DMA和TGA等测试方法对所制备的聚酰亚胺进行了表征.结果表明,所制备的聚酰亚胺具有良好的溶解性能,能够在NMP和DMAc等常规溶剂中溶解;耐热性及力学性能优良,玻璃化转变温度超过410℃,分解温度在500℃以上.     

含全氟环丁烷环可溶性聚酰亚胺的合成与表征

以乙酰氨基苯酚为原料,经过BrCF2CF2Br氟烷基化、Zn催化脱卤、热环化二聚,以及水解去保护,合成了一种含全氟环丁烷环的二胺单体1,2,3,3,4,4-六氟-1,2-双[4-(氨基)苯氧基]环丁烷.用该单体分别与酯环二酐双环[2·2·1]辛烷-2,3,5,6-四羧基2,3,5,6-二酐(BHDA)、芳香性二酐3,3′,4,4′-联苯四酸二酐(BPDA)和3,3′,4,4′-二苯酮四酸二酐(BTDA)通过“一步法”制备了3种新型含全氟环丁烷环聚酰亚胺.通过粘度测试、溶解性实验、FT-IR、热失重分析(TGA)和差热扫描量热(DSC)分析等手段,对所合成的聚酰亚胺的结构与性能进行了表征.结果显示该类聚酰亚胺可溶于大多数常用极性有机溶剂,热分解温度高于480℃,其中两种聚合物玻璃化温度低于150℃,表明含全氟环丁烷环聚酰亚胺具有良好的溶解性和可加工性.     

引入三氟甲基侧基对对苯醚型聚酰亚胺薄膜吸水性及水蒸汽透过性的影响

合成了3种含三氟甲基的芳香二胺,进而与3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)缩聚,得到3种对苯醚型含氟聚酰亚胺薄膜,并由4,4′-二氨基二苯醚（4,4′-ODA）与BPDA缩聚得到聚酰亚胺薄膜。 对4种聚酰亚胺薄膜的水蒸汽透过率、吸水性和热学性能的测试结果表明,其中聚合物PI-1（2,2′-BTF-4,4′-BADE+BPDA;BTF：双三氟甲基;BADE：二氨基二苯醚）的水蒸汽透过率为7.70 g/（h·m2）,吸水率为0.67%,玻璃化转变温度为259.74 ℃,质量损失5%的温度为521.40 ℃,具有良好的水蒸汽透过性和低吸水性。     

4-苯乙炔苯酐封端聚酰亚胺树脂的合成与性能研究

使用3,3′,4,4′-二苯醚四酸二酐(ODPA)、3,3′,4,4′-联苯四酸二酐(BPDA)、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(1,3,4-APB)、3,4′-二氨基二苯醚(3,4′-ODA)和反应性封端剂4-苯乙炔苯酐(4-PEPA)合成了设计分子量为5000的系列苯乙炔基封端的聚酰亚胺低聚物,并使用XRD、DSC、TGA、FT-IR、DMA和流变仪等对低聚物的化学结构、热性能和熔体性能,固化后树脂的热性能和力学性能进行了测试.研究结果表明基于ODPA的低聚物具有低的熔体粘度和良好的熔体粘度稳定性,固化后的树脂具有很高的热失重温度,较高的玻璃化转变温度以及良好的力学性能尤其是高的断裂伸长率(>10%);基于BPDA的低聚物具有一定的结晶性,其结晶熔融温度与苯乙炔基固化交联温度相近,影响了材料的成型工艺性能.     

含氟及硫醚基团聚酰亚胺光波导材料的合成及表征

通过分子设计,合成了含三氟甲基及硫醚基团的二胺单体4,4'-双(4-胺基-2-三氟甲基苯硫基)二苯硫醚(6FSEDA),利用其与6种芳香二酐单体:3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(BPDA)、4,4'-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)、4,4'-(六氟异丙基)-苯二酸酐(6FDA)、3,3',4,4'-二苯硫醚四酸二酐(DTDA)及3,3',4,4'-二苯砜四酸二酐(DSDA)经一步法合成了一系列含氟及硫醚基团的聚酰亚胺(PI),并对其结构与性能进行了研究.结果表明,该系列PI的玻璃化温度Tg(DSC)在199.8～231.7℃范围,5%和10%热失重的温度(N2氛围)分别在491℃和517℃以上,在400～700 nm的可见光波长范围内具有优异的光学透明性,在光通讯波段(1310 nm和1550 nm处)均无明显吸收,且在这两个波长处测得的平均折射率范围分别为1.5401～1.6142和1.5389～1.6124,在波长632.8 nm测得的双折射范围为0.0012～0.0045.可见,含氟及硫醚基团聚酰亚胺薄膜具有良好的热稳定性和光学性能.     

4,4′-二胺甲基联苯搭桥的二苯并-18-冠-6环状二聚体的合成

在高度稀释条件下 ,二酰氯 (1)与二氨基二苯并 18 冠 6 (2 )反应 ,以高收率生成大环二酰胺 (3) ,3在甲苯溶剂中用SMEAH[二 (2 甲氧乙氧基 )二氢化钠铝 ]还原得到目标化合物——— 4,4′ 二胺甲基联苯搭桥的二苯并 18 冠 6环状二聚体 (4 ) .在吡啶溶剂中 4与 [6 0 ]富勒烯有弱的π 电子给体 -受体相互作用 .     

N,N,N′,N′-四炔丙基-4,4′-二氨基-二苯甲烷与4,4′-联苯二苄叠氮固化动力学研究

分别利用FTIR和DSC技术对由N,N,N,′N′-四炔丙基-4,4′-二氨基-二苯甲烷(TPDDM)与4,4′-联苯二苄叠氮(BAMBP)形成的一种新型三唑树脂的固化反应及其动力学进行了研究.TPDDM与BAMBP通过1,3-偶极环加成反应形成三唑五元环结构的聚合物,固化起始温度约为70℃,体系在较低温度下即可固化.反应体系的固化反应是一级反应,采用DSC法与FTIR法分别获得了表观聚合反应动力学参数,其结果具有一定的可比性.