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.     

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.     

可溶性聚酰亚胺液晶取向膜的制备与性能

液晶取向膜是液晶显示器中的关键材料,为了制得性能优良的液晶取向膜,我们通过铃木偶联反应制备了3种含有不同末端基团的3,5-二氨基联苯,将制得的3种二胺单体分别与环丁烷四甲酸二酐聚合得到3种新型的聚酰亚胺。 利用核磁氢谱对单体和聚合物的结构进行了表征,测试了聚合物的溶解性、热稳定性以及用作液晶取向膜的性能。 结果表明,所得的聚酰亚胺具有良好的溶解性和热稳定性,经过机械摩擦后,末端带有甲氧基的聚酰亚胺能使液晶分子平行于摩擦方向取向,末端带有苯氧羰基和联苯氧羰基的聚酰亚胺能使液晶分子垂直于摩擦方向取向。 此类可溶性的聚酰亚胺液晶取向膜将简化制备工艺并在柔性显示器件中具有较大的应用价值。     

聚酰亚胺研究新进展

聚酰亚胺（PI）是一类重要的高性能聚合物,广泛应用在航空航天、微电子、汽车、石油等高科技领域。由于其结构上的可设计性,世界上越来越多的研究者投入到这类高技术材料的研究开发中。本文分别从可溶性PI的分子设计与合成、功能性PI的合成与用途、PI绿色合成方法、PI纳米复合材料的制备4个方面综述了近年来PI的研究热点和新进展,为了解聚酰亚胺的研究提供了有价值的信息。     

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。     

基于聚酰亚胺薄膜的综合实验项目设计

以高性能聚合物材料聚酰亚胺(Polyimide,PI)为例，将目前新材料行业亟待解决的“卡脖子”问题引入本科教学中，设计了一个高分子化学综合性实验项目——聚酰亚胺薄膜制备及性能测试。项目包括高分子材料的设计、化合物合成、薄膜加工、薄膜性能表征等实验内容，涵盖分子模拟计算、图谱分析、聚合物结构与性能关系等诸多知识点。通过实验教学，让学生了解我国新材料领域的发展动态，训练其对化学及材料学科知识的综合运用能力，培养科研素养、创新意识及使命担当精神。     

通过掺杂柔性二胺单体增强聚酰亚胺性能:分子动力学模拟

聚酰亚胺(PI)被视为一类以其卓越性能而闻名的高性能聚合物材料。传统聚酰亚胺的一个关键问题是其熔体的加工性能较差。在本研究中,设计了一种新的聚酰亚胺单体Am-Di,其特点是由氮原子连接的苯环组成的柔性结构。通过详尽的研究,我们对Am-Di掺杂到聚酰亚胺中对其玻璃化转变温度、均方位移、力学性能和相对介电常数等性质的影响进行了深入探讨。结果表明,在聚酰亚胺体系中,掺杂新型二胺可以加速聚酰亚胺分子链的运动,从而降低聚酰亚胺体系的玻璃化转变温度。在Am-Di掺杂量为20%的情况下,PI-20%表现出最高的弹性模量(4.505Gpa),比纯PI高1.2倍。此外,随着掺杂比例的增加,聚酰亚胺的相对介电常数降低。这些发现表明,Am-Di的掺杂对聚酰亚胺材料的性能具有积极影响,特别是在增强机械性能和调控电气性能方面,为进一步改进聚酰亚胺材料的设计和应用提供了有价值的见解。     

主链含有机硅结构单元的光敏聚酰亚胺的研究

提出了一类主链上含有机硅结构单元的光敏聚酰亚胺（ＰＳＰＩ）。其合成过程是首先制备聚酰胺酸预聚体，接着在二环己基碳二酰亚胺存在下，使之转变为聚硅氧酰亚胺，然后引入光敏基团。通过ＩＲ、ＤＳＣ、元素分析、ＵＶ、介电分析方法对聚酰亚胺的结构、感光特性、热性能、电性能、粘附性、吸湿性能等进行了表征。对结构与性能之间的关系进行了初步探讨。     

新型苯并噁唑侧基聚酰亚胺的合成、结构与性能研究

为了改善聚酰亚胺的不溶不熔性, 一类可溶性苯并噁唑侧基聚酰亚胺树脂被成功制备. 从合成的新型二元胺单体出发, 制备了侧链为邻羟基苯胺酰胺结构的聚酰亚胺体系, 进一步催化环化邻羟基苯胺酰胺为苯并噁唑结构, 并对这两类不同结构的聚合物树脂进行了红外光谱的结构表征, 以及最终成膜的力学性能和耐热性能测试. 研究结果表明: 苯并噁唑侧基聚酰亚胺的力学性能优于相应的主链型聚酰亚胺, 且TGA分析表明, 其初始分解温度高达597 ℃, 有望用于航空航天方面高强、高模、耐高温的结构材料.     

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.     

Synthesis of a new aromatic dianhydride monomer and related polyimide

A novel aromatic dianhydride monomer,3,3′-oxybis[(3,4-dicarboxyphenoxy)phenol]dianhydride,was successfully synthe- sized in three steps using 3,3′-oxybis(phenol)as starting material,which was reacted with 4,4′-oxydianiline(ODA)via a conventional thermal or chemical imidization method to produce a new polyimide.The resulting polyimide exhibited excellent solubility,and film-forming capability.     

Synthesis and characterization of novel polyimides based on thiazole-containing diamine

A new kind of aromatic diamine monomer containing thiazole unit,2-amino-5-(4-aminophenyl)-thiazole (AAPT),was synthesized in three steps,starting from 4-nitroacetophenone.A novel thiazole-containing polyimide was prepared via the polycondensation of AAPT with 6FDA by one-step method.The resulting polyimide exhibits excellent solubility,film-forming capability and high thermal resistance.     

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.     

Synthesis of a New Aromatic Dianhydride Containing Pyridine Ring and Related Polyimide

Aromatic polyimides are well known as high performance polymers owing to their excellent thermal stability, mechanical and electrical properties1,2. In the preparation of polyimides, aromatic dianhydride monomer plays a critical role3. Although aromatic t…     

Synthesis of a new pyridine-containing diamine and related polyimide

<正>A new kind of aromatic diamine monomer containing pyridine unit,2,6-bis[4-(4-aminophenoxy)phenoxy]pyridine(BAPP),was synthesized in three steps,using hydroquinone as starting material.A novel pyridine-containing polyimide was prepared from the resulting diamine BAPP with 4,4'-oxydiphthalic anhydride(ODPA) via a conventional two-step thermal imidization method.The resulting polyimide exhibits excellent solubility,film-forming capability and high thermal resistance.     

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.     

Synthesis and characterization of novel polyimides derived from unsymmetrical diamine:2-Amino-5-[4-(2’-aminophenoxy)phenyl]-thiazole

A new kind of thiazole-containing unsymmetrical ortho-diamine monomer,2-amino-5-[4-(2’- aminophenoxy)phenyl]-thiazole(o-AAPPT),was synthesized by four steps,using 4-hydroxyacetophenone as starting material.A novel thiazole-containing polyimide was prepared from the resulting diamine o-AAPPT with BTDA via a conventional one-step method.The resulting polyimide exhibits excellent solubility,film-forming capability and high thermal and thermo-oxidative stability.     

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.     

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.     

硫醚双酐聚酰胺酸的合成及其热稳定性

合成了硫醚二酐和4-硝基-4'-[N,N-二(2-氨乙基)氨基]偶氮苯(二胺单体)及对应的硫醚聚酰胺酸,并对其结构进行表征.由于该发色团分子的一端有可以进一步聚合的氨基,它与硫醚酐所形成的聚酰胺酸在普通有机溶剂中具有良好的可溶性,NLO发色团和聚酰亚胺骨架的分解温度t_d分别为362℃和491℃,显现出了特殊的热稳定性.目前,这些聚合物在高敏感非线性光学材料方面显示着广泛的应用前景.