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。     

介电聚酰亚胺薄膜研究进展

聚酰亚胺电介质是电气工程、电子信息技术、航空航天等领域的一类重要的绝缘材料,然而在实际应用中依然存在材料设计制备、结构-性能关系与性能调控等方面的问题尚未解决。多重应用场景下介电性能的不匹配限制了聚酰亚胺的创新式发展,成为制约电工、电子信息航空航天领域发展的重要问题。本文基于影响电介质薄膜电-热特性的基本原理,从分子结构改性和复合结构优化等方面详细综述了调控聚酰亚胺高/低介电特性、热稳定性和绝缘强度等综合性能的研究方法和内部机理,总结了当前聚酰亚胺薄膜在能源系统和电子器件中残存的问题及面临的挑战,并为聚酰亚胺薄膜未来的发展及应用提供有意义的指导。     

耐高温聚酰亚胺泡沫材料

聚酰亚胺泡沫具有低介电、隔热、吸声、高比强度以及高经济效益等诸多优点,因而近些年来在航空、航天、船舶航舰、能源与环境保护等领域有着广泛的应用。聚酰亚胺泡沫按照泡孔结构分为软质开孔泡沫和硬质闭孔泡沫两大类,其通常是由芳香族二酐与芳香族二胺通过缩聚反应制备得到分子量可控的聚酯铵盐,再将其作为前驱体经过热发泡制备得到最终的聚酰亚胺泡沫。前驱体的化学结构对最终的聚酰亚胺泡沫的机械性能和热性能都有非常显著的影响,同时前驱体的分子量也会对泡沫的密度、机械性能和热性能有非常显著的影响。聚酰亚胺泡沫的研究进展,特别是其化学结构、性能和应用都会在本文中逐一阐述。     

聚酰亚胺材料溶解性能的研究进展

归纳了在利用分子设计理论制备可溶性聚酰亚胺的研究过程中,聚酰亚胺的溶解性能与单体分子结构的关系、在制备可溶性聚酰亚胺的过程中用于改善聚酰亚胺溶解性能的几种常用的分子设计手段。     

耐高温可溶性聚酰亚胺树脂及其复合材料

制备了2种耐高温可溶型聚酰亚胺树脂(PI-1, PI-2)及其复合材料, 系统研究了树脂的工艺性, 纯树脂固化物的热性能及其复合材料的界面形貌、 介电性能和力学性能. 研究结果表明, 树脂低聚物在极性非质子溶剂中具有良好的溶解性, 且熔体黏度较低, 表明其具有优异的加工性能. 两种树脂固化物在空气中的5%热失重温度均高于550 ℃, PI-1树脂的玻璃化转变温度(T_g)为430 ℃, PI-2树脂的T_g为380 ℃. 石英纤维/PI-1和石英纤维/PI-2复合材料具有较低的介电常数和介电损耗. 碳纤维/PI-1复合材料在420 ℃下的弯曲强度保持率可达62%, 层间剪切强度保持率可达48%, 具有较优异的高温力学性能. 采用普通模压工艺制备了厚度高达45 mm的复合材料制件, 进一步证明这2种树脂具有优异的工艺性.     

负性光敏聚酰亚胺材料研究进展

芳香族聚酰亚胺具有优异的绝缘性、热稳定性、介电性能、机械性能以及化学稳定性,可在微电子工业中用作绝缘和保护材料。负性光敏聚酰亚胺具有芳香族聚酰亚胺的优点,同时也具有感光性,使得微电子加工过程中减少对光刻胶的依赖,简化图案形成的工艺,有力促进了生产效率。本文综述了负性光敏聚酰亚胺的发展,重点介绍聚酰亚胺光刻胶体系的原理及近期研究进展,并对负性光敏聚酰亚胺的发展给予展望。     

含氟聚酰亚胺的研究进展

综述了含氟聚酰亚胺研究的新进展,介绍了含氟单体,聚合物合成方法及主要性质。着重介绍了含氟聚酰亚胺的物理化学性质,光学和电学性能以及气体选择透过性。同时简述全氟代聚酰亚胺的合成,性能及应用前景。     

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。     

适用于RTM成型聚酰亚胺材料研究进展

综述了适用于RTM成型耐高温聚酰亚胺材料的研究进展，主要包括降冰片烯酸酐（NA）封端的PMR聚酰亚胺树脂和使用苯乙炔基封端剂合成的酰亚胺低聚物，在这其中采用苯乙炔基封端剂合成的酰亚胺低聚物具有低的熔体粘度和良好的熔体稳定性，固化交联后的聚合物及树脂基复合材料具有良好的热性能和力学性能。本文介绍了上述聚合物化学合成、结构与性能之间的关系，并对适用于RTM成型耐高温聚酰亚胺材料的应用进行了简单介绍。     

含硅氧烷结构聚酰亚胺树脂的耐热稳定性及高温结构演变

基于含硅芳香二胺双(4-氨基苯氧基)二甲基硅烷(APDS)设计制备了系列苯乙炔基封端的含硅氧烷结构聚酰亚胺树脂预聚物(PEPA-PIS), 考察了硅氧烷含量对树脂固化物耐热稳定性的影响规律. 利用非反应性苯酐基团封端的模型预聚物(PA-PIS)证明了温度对于硅氧烷结构演变的影响. 通过对树脂固化物高温固化处理后耐热稳定性与微观结构和表面形貌的关系进行深入研究, 发现在高温下硅氧烷结构发生氧化交联反应, 并在树脂表面形成具有无机特性的二氧化硅结构, 这种有机/无机杂化特性可显著提高聚酰亚胺树脂的耐热稳定性.     

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。     

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。     

化学改性氧化石墨烯交联的聚酰亚胺气凝胶

聚酰亚胺(PI)气凝胶是一类密度低、机械性能好、隔热性能优异的多孔材料, 通常使用昂贵的化学交联剂进行交联. 氧化石墨烯(GO)是近年来广受关注的用于聚合物增强的纳米功能填料. 以前报道的PI/GO 复合材料多是纤维或膜的形式. 为了获得PI/GO 复合气凝胶, 本文采用化学改性氧化石墨烯(m-GO)替代1,3,5-三(4-氨基苯氧基)苯(TAB)等常规的交联剂, 使之与4,4'-二氨基二苯基醚(ODA)和3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(BPDA)反应, 制得了m-GO交联的PI 气凝胶. GO的化学改性通过其与过量ODA在水热条件下反应实现. 通过扫描电子显微镜(SEM)研究了PI/m-GO气凝胶的微观结构. 分别通过氮气吸脱附测试、热重分析和热线法研究了m-GO对气凝胶的孔特性、热稳定性和热导率的影响. 测试结果表明, 所获得的PI/m-GO气凝胶保持了高的孔隙率、热稳定性和绝热性. 压缩测试结果显示, 与采用1.8% (质量分数, w)的TAB进行交联的PI 气凝胶相比,仅用0.6% (w)的m-GO交联所获得的气凝胶具有更高的比杨氏模量(杨氏模量/密度)、比屈服强度(屈服强度/密度)和更小的体积收缩率.     

低热膨胀聚酰亚胺薄膜的研究进展与展望

聚酰亚胺是一种很有发展前途的高分子材料,热膨胀系数高的问题限制了聚酰亚胺的应用,降低热膨胀系数已成为聚酰亚胺研究热点之一。本文概述了国内外关于降低聚酰亚胺薄膜热膨胀系数的主要方法:分子结构设计法、共聚法、树脂共混法、添加纳米粒子法。阐述了工艺因素(如涂膜方式、牵伸条件等)对聚酰亚胺热膨胀系数的影响,并对未来低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜的发展方向进行了展望。     

牵伸倍率对联苯型聚酰亚胺纤维形貌、取向及性能的影响

均苯四甲酸二酐(PMDA)和联苯二酐(BPDA)与3,3′-二甲基联苯二胺(OTOL)共聚得到聚酰亚胺(PI)溶液,通过干喷-湿法纺制成纤维.利用扫描电镜(SEM)、广角X射线衍射(WAXD)、纤维力学性能测试仪、动态力学分析仪(DMA)和热失重分析仪(TGA)等表征手段,研究不同牵伸倍率对联苯型聚酰亚胺纤维形貌结构、...     

高折射率聚酰亚胺研究进展

聚酰亚胺作为一种高性能的功能材料在各个领域应用广泛,但较低的折射率限制了其在光学领域的应用。为了有效提高聚酰亚胺的折射率,许多学者研究了多种方法。本文介绍了国内外的研究团队制备高折射率聚酰亚胺的最新研究进展,总结了提高聚酰亚胺折射率的方法主要分为以下几种:在聚酰亚胺的主链引入硫原子;掺杂无机粒子进行杂化改性;开创新的合成工艺,通过详细论述上述几种方法的合成路线以及所得产物的性能,指出了合成高折射率聚酰亚胺的总趋势。     

含酰胺结构超低膨胀聚酰亚胺薄膜的热膨胀行为

采用联苯二酐与3种含酰胺结构二胺制备了具有不同取代基团的聚酰胺-酰亚胺薄膜,考察了酰胺结构对薄膜力学、耐热及尺寸稳定性的影响,研究了聚集态结构与薄膜热膨胀行为的关系和规律.该系列薄膜具有超高强度和优异的耐热性能,拉伸强度高达280. 5 MPa,玻璃化转变温度在389～409℃,并在30～300℃温度范围内表现出超低负膨胀,热膨胀系数(CTE,ppm/℃,即106cm·cm-1·℃-1)在-3. 05～-1. 74ppm/℃之间.聚集态分析结果表明,酰胺结构使分子链间形成了强氢键相互作用,分子链在薄膜面内方向高度有序取向,并在膜厚方向堆积更为紧密,使薄膜表现出热收缩现象.通过不同体积大小的取代基团进一步调控分子链间相互作用及排列堆积,可实现薄膜在高温下近乎零尺寸形变,为设计制备超低膨胀聚合物基板材料提供了新思路.     

硅倍半氧烷改性聚酰亚胺(PI/Si)复合膜性能

通过在聚酰亚胺(PI)中分别添加笼型八氨基苯基硅倍半氧烷(OAPS)、 笼型八苯基硅倍半氧烷(OPS)、 梯形聚苯基硅倍半氧烷(PPSQ)和无机纳米SiO₂, 制备了4种含硅聚酰亚胺(PI/Si)复合膜. 对PI/Si复合膜的相容性、 力学性能、 热性能和阻燃性能进行了研究. 结果表明, OAPS与PI间展现出较好的相容性, PPSQ次之, 而OPS, SiO₂与PI的相容性较差; 但相容性与复合膜的力学和热性能无明显的对应关系. SiO₂可提高PI的力学性能; PI/OAPS复合膜的T_g最高; OAPS, PPSQ或SiO₂的加入使PI复合膜的热稳定性稍有提高, 而少量OPS的加入大大降低PI膜的热稳定性. 这类PI/Si复合膜的显著特点是能够大幅提高PI膜的极限氧指数, 含硅化合物能够增加PI燃烧后残炭量, 使残炭的形貌得到显著改善. PI/Si复合膜在燃烧过程中在表面形成一层白色含硅包裹层, 起到隔热隔氧及保护内层有机物不被燃烧的作用. 硅倍半氧烷对炭层形貌的改善显著, 展现出比SiO₂更好的阻燃性能.