静电纺丝制备具有浸润性梯度的聚酰亚胺纳米纤维膜

采用高压静电纺丝技术, 在非对称异型电极上制备得到放射状聚酰亚胺(PI)纳米纤维膜. 采用环境扫描电子显微镜(ESEM)观察了PI膜的微观形貌以及纳米纤维的排列状态; 采用接触角测量仪研究了水滴浸润性的变化; 采用高敏感性力学微电力学天平测量了水滴的黏附力, 分析了微观形貌变化与水滴浸润性质和黏附性质的关系. 结果表明, 该PI纳米纤维膜沿着非对称异型电极三角电极至弧型电极方向纤维排列由密到疏, 呈放射状, 具有独特的微结构梯度; 整个纤维膜上的PI纳米纤维直径均一且具有光滑均匀表面, 纤维与纤维之间的距离约为几微米到几十微米. 由于PI纳米纤维膜所具有的独特的微结构梯度, 致使沿着微结构梯度方向水滴的接触角(从超疏水到疏水)和黏附力(从低黏附到高黏附)均表现出梯度变化的特征.     

Synthesis and Characterization of Novel Sulfonated Polyimides from 4,6-Bis（4-aminophenoxy）-naphthalene-2-sulfonic Acid

A novel sulfonated diamine monomer, 4,6-bis（4-arninophenoxy）-naphthalene-2-sulfonic acid（BAPNS）, was synthesized. A series of sulfonated polyimide copolymers was prepared from BAPNS, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride（NTDA） and nonsulfonated diamine 4,4＇-diaminodiphenyl ether（ODA）. Flexible, transparent, and mechanically strong membranes were obtained. The novel sulfonated polyimide（SPI） membranes show higher conductivity, for example, SPI-100 shows a conductivity of 0.0698 S/cm at 80℃（SPI-X： Xrefers to molar fraction of BAPNS）. The membranes exhibit the permeability of methanol from 2.18×10^-7 cm2/s to 2.57×10^-7 cm2/s, which is much lower than that of Nafion（2.00×10 6 cm^2/s）. The copolymers were thermally stable up to 330℃. The sulfonated polyimide copolymers also show reasonable mechanical strength; for example, the maximum tensile strength at break of the sulfonated polyimide copolymer with 100%（molar fraction） BAPNS is 1.35 GPa under high moisture condi- tions. The optimum concentration of BAPNS was found to be 100%（molar fraction） from the view point of proton conductivity, methanol permeability, and membrane stability.     

可溶性侧链含萘聚酰亚胺的合成与性能

以萘甲醛和2,6-二甲基苯胺或苯胺为原料合成了2种含萘的二胺单体, 进一步与二苯醚四酸二酐(ODPA)经高温溶液缩聚, 得到2种侧链含萘的聚酰亚胺, 对聚合物进行了核磁共振谱、 傅里叶变换红外光谱及溶解性、 耐热性、 憎水性、 机械性能等结构与性能的测试. 结果表明, 含醚侧链含萘的聚酰亚胺具有优异的溶解性, 良好的耐热性, 较好的憎水性与机械性能. 另外, 通过静电纺丝的方法制备了侧链含萘的聚酰亚胺纤维, 研究了纤维的形貌与憎水性.     

聚酰亚胺膜结构与气体渗透性能

随着科技的发展,化石燃料的利用在急剧增加,与此同时也带来了许多环境问题,例如大量的CO2加剧了温室效应以及全球变暖,因此CO2的分离回收再利用对环境保护具有重要意义.膜分离技术具有无相变、操作简单、耗能低等优点,在解决气体分离回收再利用方面具有很好的优势.比较不同的聚合物材料,聚酰亚胺是一类成熟且商业化的聚合物材料,具...     

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.     

一种含三氟甲基取代不对称芳香二胺及其可溶性透明聚醚酰亚胺 的合成与表征

以2,6-二甲基苯酚和4-硝基苯甲酰氯为起始原料, 经三步有机反应设计合成了一种含氟不对称芳香二胺: (4’-(4’’-胺基-2’’-三氟甲基苯氧基)-3’,5’-二甲基苯)-(4-胺基苯)甲酮(3); 并由该二胺单体和二苯醚四酸二酐经一步法缩聚制备了一种新型含氟聚醚酰亚胺, 其特性粘度为0.68 dL/g. 该聚醚酰亚胺表现出优良的溶解性能和光学性能: 室温下不仅可以溶于N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺等强极性溶剂中, 还能溶于低沸点的氯仿、四氢呋喃、二氯甲烷等溶剂中; 由该聚合物溶液所制的薄膜无色透明, 截断波长在352, 400 nm后具有高的透明性. 此外该聚醚酰亚胺还表现出良好的热性能和机械性能: 玻璃化转变温度在288 ℃, 氮气中起始分解温度在508 ℃; 该聚合物薄膜的拉伸强度为91 MPa, 断裂伸长率在10%～15%, 起始模量为1.7 GPa.     

聚酰亚胺复合材料与不同对偶材料滑动摩擦磨损性能

本文考察了碳纤维（CF）和固体润滑剂（LW）填充热塑性聚酰亚胺（TPI）复合材料与45^#钢、镍铬合金以及铜对摩时的摩擦磨损性能,利用SEM和光学显微镜观察磨损表面形貌.研究表明：与硬度高的钢和镍铬合金摩擦时,由于CF的增强和承载作用降低了材料的摩擦系数与磨损率,LW的加入增强了转移膜与对偶面间的结合力,进一步降低TPI的摩擦系数;与较软的铜摩擦时,由于铜偶件存在较大磨损,破坏了转移膜的稳定性,TPI及其复合材料的摩擦性能较差;TPI与钢和镍铬合金摩擦时以黏着磨损为主,与铜摩擦时以磨粒磨损为主.薄而均匀的转移膜有利于摩擦系数与磨损率的降低.     

含3,5-二甲基二氮杂萘酮联苯结构聚醚酰亚胺的合成与性能

由4-[(3,5-二甲基-4-羟基)苯基]-2,3-杂萘-1-酮与4-氯-N-苯基邻苯酰亚胺通过亲核取代反应、水解反应和脱水反应合成了一种新型不对称含二氮杂萘联苯结构的二酐单体,并对其进行结构表征.由新型二酐单体与市售的二胺单体通过“一步法”溶液聚合反应合成了5种含二氮杂萘酮联苯结构的聚醚酰亚胺.通过FTIR和¹HNMR方法研究了聚合物的结构及性能.结果表明,该类聚合物既具有较高的耐热性能,又可以在室温下溶解于非质子极性溶剂,如N-甲基吡咯烷酮和间甲酚等.     

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.     

聚酰亚胺的电荷转移研究

用量子化学从头计算方法,选用模型化合物对二种不同聚酰亚胺结构单元的基态和激发态的电荷分布、偶极矩和跃迁能进行了研究,并通过对聚酰亚胺荧光光谱的测定,探讨了二种聚酰亚胺形成电荷转移络合物的差异.结果表明,二种酰亚胺环在基态时均已发生了较大的电荷转移,但在激发态,只有4,4′-二氨三苯胺构成的酰亚胺环才发生进一步的电荷转移.