聚醚酰亚胺/酚酞型聚醚醚酮共混体系相容性的稀溶液粘度法研究

<正> 近年来,有关高性能树脂聚酰亚胺共混物的研究日益引起人们的关注。已经发现许多种分子结构不同的聚酰亚胺之间,聚酰亚胺与聚苯并咪唑,或聚醚醚酮能形成完全相容的共混体系,从而扩大了高性能树脂聚酰亚胺的应用范围。 酚酞型聚醚醚酮(PEK-C)是由我所研究开发出的一种新型的聚醚醚酮类高性能树脂,它具有良好的可溶性,优异的机械强度和加工流动性,已广泛应用于结构材料及复合材料的制备。为进一步扩大该树脂的应用范围,本实验室在PEK-C共混物的研究做了大量的工作。本工作研究了聚醚酰亚胺(PEI)/PEK-C共混体系的相容性。PEI和PEK-C的分子结构如下:     

聚硫醚酰亚胺

全芳香的聚酰亚胺具有优良的综合性能,而其耐热性和耐热氧化性则更为突出,但是这类聚合物中的主要品种,例如由均苯四甲酸二酐与二苯醚二胺所得到的聚酰亚胺,由于没有明显的软化点而不易加工成型.为了改进聚酰亚胺的加工性能,往往在大分子主链中引入醚链.醚链的引入能够增加大分子链的柔性,改善聚合物的加工性能,同时又不致于降低聚合物的耐热性和耐热氧化性,典型的代表是由3、3′,4、4′-二苯醚四甲酸二酐及1,4-双(3′,4′-二羧基苯氧基)苯二酐分别与4,4′-二苯醚二胺所合成的可熔性聚酰亚胺.这类聚酰亚胺可以方便地模压成型,后者以邻苯二甲酸酐调节分子量后,还可以进行注射和挤塑成型.     

用于树脂传递模塑成型的苯乙炔封端的酰亚胺预聚体制备

采用4-苯乙炔苯酐(4-PEPA)、1,3-二(3-氨基苯氧基-4′-苯酰基)苯(BABB)和4,4′-双(3-氨基苯氧基)二苯甲酮(APBP)合成了两种苯乙炔苯酐封端的聚酰亚胺预聚体PI-1和PI-2, 并对预聚体的熔体黏度、稳定性、固化后树脂的热稳定性能和机械性能等进行了研究. 结果表明, 制备的预聚体具有较高产率(>95%); 与其它PEPA封端的聚酰亚胺相比, 两种预聚物在较低温度(200 ℃)时均具有很低的熔体黏度(1 Pa·s)和良好的熔体黏度稳定性, 固化后玻璃化温度达到300 ℃以上, 可适用于树脂传递模塑(RTM)成型制备耐高温高性能树脂基复合材料, 且在成型工艺上有了很大改善; 固化后的树脂具有优异的热稳定性能和良好的机械性能.     

耐高温聚酰亚胺树脂研究

综述了耐高温聚酰亚胺树脂及其碳纤维增强复合材料、耐高温聚酰亚胺超级工程塑料和高性能功能性聚酰亚胺薄膜等的研究进展。耐高温聚酰亚胺树脂包括第一代耐316℃系列、第二代耐371℃系列、第三代耐426℃3个系列的产品;耐高温聚酰亚胺超级工程塑料包括反应性热模压成型和高温注塑成型的材料;高性能聚酰亚胺薄膜包括透明性聚酰亚胺薄膜和抗原子氧PI薄膜树脂。本文介绍了它们的结构,工艺以及性能,并对其在航天、航空空间技术及微电子等其它领域中的应用情况做了简单的介绍。     

热塑性聚酰亚胺及其改性材料的制备与性能

聚酰亚胺具有优异的耐高温性能,但其熔融、加工性能较差,限制了其广泛应用。通过在聚酰亚胺分子结构中引入柔性基团、设计分子结构的异构化等方法,可制备热塑性聚酰亚胺,使得其加工性能得到改善,并可通过挤出、注塑等成型加工。本文在对热塑性聚酰亚胺单体及其树脂的合成方法进行综述的基础上,讨论了热塑性聚酰亚胺改性尼龙、聚醚醚酮、环氧树脂等材料的制备方法和性能特点,并对聚酰亚胺改性工程塑料的未来发展方向进行展望。     

高性能聚酰亚胺热塑性树脂的工业化进展

介绍了40多年来国内外开发的高性能热塑性聚酰亚胺(Ployimide,简称PI)树脂的主要品种,如Vespel,Torlon,Ultem,Aurum等。如何使得这类材料同时具有优异的综合性能和熔融加工性是人们的研究焦点。本文还介绍了GE公司新近报道的新品种Extem和最近引起国内外同行关注的异构聚酰亚胺树脂。异构的聚酰亚胺是近几年新兴起的结构材料之一,与传统结构的聚酰亚胺比较,具有更高的玻璃化温度,良好的溶解性能,低的熔融粘度,宽的加工窗口,和相当的机械性能和热稳定性,是一种较有发展前景的结构材料。     

光致发光聚酰亚胺研究进展

聚酰亚胺是一类重要的高性能高分子材料,具有优异的热性能、机械性能、电学性能和尺寸稳定性等,同时具有良好的结构可设计性,已逐渐成为有机光电领域的研究热点.然而,传统聚酰亚胺材料一般不发光,文献中有关发光聚酰亚胺的研究并不多.同时,所报道的荧光量子产率普遍较低,极大地限制了其作为发光功能层在有机光电器件领域的应用.为了更好地了解聚酰亚胺发光的规律,拓展高性能聚酰亚胺材料在有机发光器件中的应用领域,本文介绍了聚酰亚胺光致发光的机理,综述了国内外有关光致发光聚酰亚胺的研究进展,总结了提高聚酰亚胺荧光量子产率的方法,并对未来高性能高效发光聚酰亚胺材料的研究方向做了展望.     

分子结构对6FDA型聚酰亚胺透气性能的影响

理想的气体分离膜材料应该同时具有高的透气性和良好的透气选择性、高强度、耐高温、耐化学介质和良好的成膜加工性能,聚酰亚胺是一类具有各种优良性能的气体分离膜材料,其中尤以6FDA型聚酰亚胺最引人注目,这类聚酰亚胺在保持普通聚酰亚胺高性能的基础上,改善了加工性能,它们可溶于极性非质子溶剂,可采用相转换法制成不对称膜。本文报道这类聚酰亚胺的分子结构与气体分离性能的关系。     

基于金属配位作用制备高性能聚酰亚胺

通过分子结构设计合成了含金属配位交联网络的可溶性聚酰亚胺,由于Cu²⁺与聚酰亚胺侧链羧基之间的配位交联作用限制了聚酰亚胺分子链的运动,使材料的T_g得到显著提升.同时,由于Cu²⁺具有非球面对称的电子云结构,导致Cu²⁺在与有机配体配位时存在额外的晶体场稳定能（CFSE）以及较强JahnTeller效应（JTE）,使配位键能够在有机溶剂中稳定存在,极大地提高了薄膜的抗溶剂性能,制备的聚酰亚胺膜在DMF、DMAc等强极性溶剂中室温下浸泡48 h后质量残留率仍可高达80%.此外,在聚酰亚胺分子结构中引入金属离子配位作用使其力学性能明显提升,拉伸强度从93 MPa提高到128 MPa.研究结果为开发高性能可溶性聚酰亚胺材料提供新途径.     

高度可溶聚苝酰亚胺材料的合成及性能研究

聚酰亚胺是一类具有优异综合性能的聚合物材料 [1,2 ] .近年来 ,合成含荧光染料的可溶性聚酰亚胺材料在聚合物化学领域引起了广泛兴趣 [3～ 11] ,人们期望这类聚合物材料会比其小分子材料具有更加优越的性能 .小分子酰亚胺荧光染料具有极高的荧光量子效率、光化学和热稳定性 ,可广泛应用于光学开关[12 ] 、电致发光器件 [13,14 ] 和太阳能转换器 [15] 等领域 ,但是由于的大π键平面共轭结构 ,使得材料的溶解性能极差 ,难以加工 .最近 ,本实验室通过合成含叔丁基的芳香二胺 [4,4′-亚甲基双 ( 2 -叔丁基苯胺 ) ]与各种芳香四酸二酐反应…     

含异山梨醇结构单元聚酰亚胺的合成与表征

以异山梨醇为原料,合成了含异山梨醇的二胺单体.将该单体与4,4′-(六氟异丙基)双邻苯二甲酸二酐(6FDA)反应,制备了含异山梨醇结构单元的聚酰亚胺.采用红外光谱、氢核磁共振、紫外光谱和热分析等手段,对产物的结构、热性能及光学性能等进行了表征.结果表明,所得到的聚酰亚胺具有较好的热稳定性和光学性能、并在极性溶剂中具有较好的溶解性.     

一种含酚酞结构聚酰亚胺的合成及性能表征

通过酚酞的硝化和还原,得到了一种新型的含酞结构和酚羟基的二胺单体,通过二胺和4,4'-六氟亚异丙基二(邻苯二甲酸酐)(6FDA)缩聚并高温亚胺化,得到了相应的含酚羟基聚酰亚胺PI-HP.利用1H-NMR、FTIR、GPC及热分析表征了PI-HP的结构和热性能,利用紫外-可见光谱表征了其透明性.结果表明,PI-HP在部分极性有机溶剂中如DMF、THF、丙酮中具有良好的溶解性,具有较高的热稳定性并在可见光区域具有较好的透明性,其含羟基可进一步修饰用于制备各种功能材料.     

含硫醚结构均苯型聚酰亚胺的合成及表征

以4,4′-二氨基二苯硫醚(SDA)和均苯四酸酐(PMDA)为原料,通过溶液缩聚法-热酰亚胺/化学酰亚胺化的方法制备了一种含硫醚结构均苯型聚酰亚胺.利用高级旋转流变仪建立了在线跟踪反应进程的方法,采用热失重分析仪研究反应条件对热酰亚胺化及化学酰亚胺化法的影响,这些方法的建立为进一步制备高性能的聚酰亚胺提供有效的实验手段.采用小角激光光散射法、红外光谱、元素分析、接触角仪、DSC等方法对聚合物的结构与性能进行表征.结果显示,硫醚结构的引入,可有效改善聚合物薄膜的表面性能,其与铜箔之间的粘附功明显大于传统聚酰亚胺,在无胶挠性线路板应用方面显示出较好的应用前景.所获聚合物的Mw为(6.7±1.6)×104,分解温度均高于560℃;DSC的结果显示所制备的两种酰亚胺化聚合物均具有较高的玻璃化转变温度,相比之下,化学酰亚胺化更有利于获得高酰亚胺化程度的聚合物,产物的玻璃化转变温度也更高.     

聚酰亚胺/二氧化硅纳米尺度复合材料的研究

通过正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）在聚酰胺酸（ＰＡＡ）的Ｎ，Ｎ’ 二甲基乙酰胺（ＤＭＡｃ），溶液中进行溶胶 凝胶反应，制备出不同二氧化硅含量的聚酰亚胺／二氧化硅（ＰＩ／ＳｉＯ２）复合薄膜材料．二氧化硅含量低于１０ｗｔ％的样品是透明浅黄色薄膜；二氧化硅含量高于１０ｗｔ％的样品是不透明棕黄色薄膜．利用红外光谱、扫描电镜、热失重分析、动态力学分析、热膨胀系数测试和应力 应变测试等方法研究了此类材料的结构与性能．结果表明，ＰＩ／ＳｉＯ２纳米复合材料具有较聚酰亚胺更高的热稳定性和更高的模量；线膨胀系数显著降低；拉伸强度和断裂伸长随二氧化硅含量而变化，分别在１０ｗｔ％和３０ｗｔ％附近出现最大值     

聚合物重氮偶合反应制备二阶非线性光学聚酰亚胺

在合成一种新的二胺单体[2-(N-乙基苯胺基)-乙氧基对苯二胺]基础上,与6FDA(4,4′-(六氟异丙基)-双邻苯二甲酸酐)反应制备了聚酰亚胺先驱聚合物,利用聚合物的后重氮偶合反应将硝基偶氮苯生色团引入到聚合物当中.此方法避免了亚胺化苛刻条件对生色团的影响,在温和条件下能达到高的官能化度.对侧链型偶氮聚酰亚胺材料的二阶非线性光学性能进行了测试,其d33可达39.2 pm/V.     

聚酰亚胺泡沫材料的制备与性能表征

采用3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐(酮酐,BTDA)和4,4′-二氨基二苯甲烷(MDA)为主要原料制备了一种聚酰亚胺泡沫材料.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、扫描电镜(SEM)、导热系数测定仪、热失重分析(TGA)、差式扫描量热分析(DSC)及驻波管分别对前聚体粉末化学结构、泡沫泡孔结构、热性能及声学性能进行了表征.研究结果表明前聚体粉末以聚酰胺酯和铵盐两种形式存在,所得泡沫泡孔均匀,并且随前聚体干燥温度升高,泡孔尺寸变小.泡沫的导热系数λ为7.62×10-3W/(m.K),失重5wt%的分解温度Td5为540℃,玻璃化转变温度Tg为306℃,表明其具有优良的隔热耐热性.并且由声学测试可知在0～2000Hz频率范围内,吸声系数可达0.79,传声损失可达19.4dB,具有低频吸声、隔声性.     

可溶性聚酰亚胺类偶氮高分子的合成与表征

用聚合物的后重氮偶合方法合成了以可溶性聚酰亚胺为主链 ,偶氮生色团为侧基的新型偶氮高分子 ,并通过引入线性长链烷烃侧基来提高聚合物的溶解性 .采用红外光谱、氢核磁共振、紫外光谱和热分析等手段 ,对产物的结构、热性能及光学性能等进行了表征 .该聚合物膜在氩离子干涉激光的照射下形成正弦波形的表面起伏光栅 ,起伏深度可达 2 0 0nm .     

反相非水乳液法制备聚酰亚胺微球

在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/Pluronic-F127、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)/液体石蜡(LP)反相非水乳液体系中,以均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为单体合成聚酰胺酸(PAA),采用吡啶/乙酸酐脱水剂,对PAA化学酰亚胺化,并进一步热酰亚胺化,制得PI耐热微球.产物通过红外、热重、扫描电镜表征.结果表明,较高的固含量和良好的乳液分散性有利于PI微球的形成;反相非水乳液体系稳定的配比条件是,VDMF∶VLP为1∶4,MF127∶MSDBS为3:2,乳化剂用量为9 wt%;在此配比条件下,当固含量为20%,热酰亚胺化温度不高于330℃时,可制得分散良好、球形规整、高热稳定性的PI微球,其粒径约为10μm.     

聚酰亚胺膜的分子结构与透气性能之间关系的研究 I.

膜法是近十余年来发展起来的一种新型分离技术,是分离混合气体最为节能的方法。其关键是气体膜分离器,它的分离特性、使用条件和寿命主要取决于膜材料的选择。目前工业上使用的高分子气体分离膜材料主要有聚砜、醋酸纤维素、改性聚苯醚、改性聚硅氧烷、     

一种主链含光敏基团聚酰亚胺的合成与表征

通过4,4′-二羟乙基查尔酮与1,2,4-苯三酸酐酰氯反应,得到了一种新型的主链含查尔酮的二酐单体,通过二酐和2,2-双(3(-氨基-4(-羟基苯基)六氟丙烷缩聚并高温亚胺化,得到了一种新型的主链含查尔酮,侧链含羟基的光敏聚酰亚胺,并通过1H-NMR、FTIR、GPC及热分析表征了得到的聚酰亚胺的结构和热性能.这种聚酰亚胺在极性溶剂中具有较好的溶解性,并具有较高的热稳定性,在紫外光照射下,能进行[2+2]的环加成反应.