光电导性聚酰亚胺的研究(Ⅰ)──含咔唑、酞菁铜聚酰亚胺的合成与表征及其光电导性能研究

通过缩聚反应制备了含咔唑、酞菁铜的聚酸胺酸,利用热处理方法使之转化为相应的聚酰亚胺.热失重分析表明所制备的聚酰亚胺具有很好的热稳定性能,在空气中的起始分解温度为530℃;红外光谱分析证实所采用的热处理方法能使聚酰胶酸转化为聚酰亚胶.以含酞菁铜、咔唑基团的聚酰亚胺为光生层时,光电导性能明显优于酞菁铜,为光生层的光电导体系.     

模板技术制备有序大孔含硅聚酰亚胺薄膜

以二氧化硅胶体晶体为模板,将由含硅的芳香二酐单体与芳香二胺单体在N,N-二甲基乙酰胺溶液中进行共聚得到的聚酰胺酸填入模板的空隙,经热环化,得到了二氧化硅／含硅聚酰亚胺复合物,再用氢氟酸除去二氧化硅模板,制备出了有序大孔含硅聚酰亚胺薄膜,通过扫描电子显微镜和紫外-可见光分光光度计对样品进行了表征．研究表明,所制备的含硅聚酰亚胺多孔薄膜,孔大小均匀、无收缩,在空间排布高度有序,其有序结构与模板中二氧化硅微球自组装方式完全相同,并且大孔之间由小孔互相连通．由于大孔的周期性排列,制备的薄膜表现出较好的光学特性．含硅聚酰亚胺兼具聚酰亚胺和有机硅树脂的优良性能,使制备的有序大孔薄膜在光电器件、催化、吸附、生物材料等方面具有十分重要的应用价值．     

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。     

聚酰亚胺硅氧烷/聚酰亚胺两面异性复合膜的制备及性能研究

以氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)、 4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)和3,4,3',4'-联苯四酸二酐(s-BPDA)为原料, 合成了聚酰胺酸硅氧烷嵌段共聚物. 将此嵌段共聚物和聚酰胺酸(s-BPDA/4,4'-ODA)共混, 通过控制制膜条件, 利用各组分在不同溶剂中的溶解度的差别, 使聚酰亚胺硅氧烷富集在膜的上表面. 因为两相在结构和性质上的相似性, 当聚酰胺酸硅氧烷和聚酰胺酸混合时, 具有很好的相容性, 消除了两相间的界面, 从而制备了优异的聚酰亚胺硅氧烷/聚酰亚胺两面异性的复合膜材料. 利用X射线光电子能谱(XPS)和水滴接触角对此复合膜进行了表征, 证明了此复合膜的两面异性, 并对此复合膜进行了热性能和机械性能研究, 发现此薄膜保持了聚酰亚胺优异的性能.     

含四-苯基卟啉基团聚酰亚胺膜的光电导性能研究

分剐以均苯四酸二酐(PMDA)与四(4-氨基苯基)卟啉(TAPP)／4，4′-二苯醚(ODA)、TAPP／3，6-二氨基-N-甲基咔唑(DACz)聚合得到两个系列含四-苯基卟啉基团(TPP)聚酰亚胺(PI)共聚膜，并时其作为载流子发生层(CGL)制成的感光体的光电导性能进行了测试。结果表明：PI共聚膜的光电导性能随分子链中TPP基团含量的提高而增强；当TPP基团含量相同时，PMDA／TAPP／ODA系列的光电导性能较PMDA／TAPP／DACz系列好；含TPP基团PI共聚膜的光电导性能明显优于四-苯基卟啉分子掺杂体系；在CGL与导电铝基间引入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)阻挡层(CBL)不能提高感光体的光电导性能。从光电导机理分析了TPP基团、四-苯基卟啉分子的聚集结构与PI膜光电导性能的关系。     

含氧膦结构的可溶性感光聚酰亚胺合成与表征

聚酰亚胺(PI)是一类综合性能优异的功能性材料,广泛应用于航天、航空及电子工业等领域[1].感光聚酰亚胺可以采用光刻工艺,大大简化了其应用加工程序[2,3],因而备受人们所青睐.含查尔酮结构的聚合物对UV辐射敏感度高和化学稳定性好,最近被广泛的研究和应用[4～7].主链含查尔酮结     

含三苯胺结构癈聚酰亚胺的合成及光电转换性能研究

通过缩聚方法合成了主链含三苯胺结构的苝聚酰亚胺，将其负载在纳米二氧化钛膜上，光电转换性能测定结果表明，含三苯胺结构苝聚酰亚胺具有良好的光电转换特性，其光电流比不含三苯胺结构的苝聚酰亚胺大11倍。     

CdS纳米棒/酞菁氧钛复合光导体的光电导性能

采用以溶剂热方法合成的CdS纳米棒与酞菁氧钛复合制备的复合光导体,在570nm光照下其光电导性能明显提高,将质量分数为5%的CdS纳米棒与TiOPc复合使光敏性能提高32%.电子结构的数据和表面光电压谱分析结果表明,复合体系中存在从CdS纳米棒到TiOPc的光致空穴转移,TiOPc因被CdS纳米棒敏化而表现出高的光电导性能.     

聚酰亚胺LB膜研究进展

聚酰亚胺（ＰＩ）是一种高性能聚合物材料，通过Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｂｌｏｄｇｅｔｔ膜（ＬＢ膜）技术实现ＰＩ分子排列的有序化，可以使ＰＩ的某些性能更充分体出现来，详细总结了ＰＩＬＢ膜的制备方法，对其在气体分离，光敏性，液晶取向，介电以及光电导等方面性质的研究现状进行了较为全面的综合，对ＰＩＬＢ的研究和应用前景作了简要展望。     

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.     

含酞菁锰光电导功能高分子的合成

通过重氮盐方法合成含酞菁锰乙烯基咔唑单体，再经自由基共聚合，分别获得了具有光电导性能的含酞菁锰聚合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ．讨论了采用ＩＲ、ＶＶ／Ｖｉｓ、元素分析、原子吸收等手段对单体和聚合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的结构表征，通过荧光光谱分析，初步探讨了它们的光电导机理     

茶碱分子印迹聚酰亚胺纳米纤维膜的制备与表征

以聚酰胺酸(PAA)溶液为原料,采用静电纺丝法制备了聚酰胺酸纳米纤维膜(PAAM),热处理脱水后获得聚酰亚胺纳米纤维膜(PIM)。采用PIM表面预涂覆聚甲基丙烯酸(PMAA),以茶碱(THO)为模板分子、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂、氯仿为溶剂,在PIM表面进行了热交联反应,制备了THO分子印迹聚酰亚胺纳米纤维复合膜(PIMIM)。讨论了纺膜条件,并用傅里叶红外光谱与扫描电镜分别表征了PIMIM的结构和形态,比较了THO的洗脱方式。结果表明:较佳的纺膜条件为纺丝电压15.0kV、接收距离12.0cm和纺丝液流量0.5mL/h。以PIM为支撑体,获得了聚酰亚胺纳米纤维间有分子印迹层的PIMIM。PIMIM对THO的静态吸附结合容量达144μmol/g,对THO与可可碱(TB)的选择性分离因子达1.96。对PIMIM循环再生,索氏提取法优于超声洗脱法。     

耐超高温双酮酐型聚酰亚胺的合成及性能

以4,4'-对苯二甲酰二邻苯二甲酸酐(TDPA)为芳二酐单体,对苯二胺(PPD)为芳二胺单体,经低温溶液缩聚制得成膜性能优良的高相对分子质量聚酰胺酸(PAA),再经过热亚胺化制备双酮酐型聚酰亚胺(PI)薄膜。 采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、广角X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热仪(DSC)、动态热机械分析仪(DMA)、热重分析仪(TGA)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)及力学性能等技术手段表征了聚酰亚胺膜的结构和性能,考察了不同亚胺化温度对合成的双酮酐型聚酰亚胺膜性能的影响。 结果表明,经程序升温至320 ℃能使PAA热亚胺化基本趋于完成。 PI薄膜为部分有序聚集态结构,玻璃化转变温度(T_g)为298 ℃,具有优异的热性能,热失重温度(T_5%)为523 ℃。 拉伸强度达到130 MPa,弹性模量为5.77 GPa。 PI薄膜紫外光透过截止波长为375 nm,在可见光区具有良好的透光性能及耐溶剂性能。     

可见光响应Fe3+-聚酰亚胺网络的合成及光诱导自由基聚合

将清洁、安全的太阳能(尤其是可见光)转化为化学能以合成高分子材料,一直是光催化领域的研究热点和难点.其关键问题是发展新型光催化材料,提升其在高分子合成环境下的光催化活性及稳定性.由于共轭微孔聚合物网络的独特优点,例如光电性能易调控、比表面积高以及结构相对稳定等,在光催化领域应用日益广泛.与其它共轭微孔聚合物网络相比,聚酰亚胺网络具有更高的光稳定性和耐化学腐蚀能力;同时,可用于合成聚酰亚胺网络的单体丰富,合成方法可靠,易于从分子层面调控其光电活性,提升其光催化活性.由于以上优点,基于聚酰亚胺网络的光催化体系在光诱导合成高分子材料领域展现出良好的应用前景.然而在实际应用中,聚酰亚胺网络却面临光催化活性不足的困扰.为解决此问题,本研究组曾设计,合成了以4,4',4'-三氨基三苯胺为核的聚酰亚胺网络,利用4,4',4'-三氨基三苯胺的给电子能力,促进聚酰亚胺网络中光生电子/空穴对的分离,有效提升了聚酰亚胺网络在可见光作用下对水相中有机污染物的光降解效率.在已有工作的基础上,本文设计、合成出一种新型聚酰亚胺网络,并通过配位作用,在聚酰亚胺网络网络中引入Fe^3+离子掺杂,提升其光催化性能,在有机环境中实现可见光诱导自由基聚合.首先,以三聚氰胺为电子给体单元,以1,4,5,8-萘四甲酸二酐为电子受体单元,通过酰亚胺缩聚反应构建出含电子给体-受体交替结构的聚酰亚胺网络(MPI);然后,通过浸渍法将Fe^3+离子引入到MPI网络内,制备出Fe^3+-聚酰亚胺网络(Fe@MPI).通过傅里叶变换红外光谱,粉末X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱对Fe@MPI的结构进行表征.结果显示,Fe^3+主要通过配位键的形式与MPI网络结合.同时,结合XRD谱图与扫描电子显微镜和透射电子显微镜结果可见,Fe^3+并非以氧化物或其它铁盐的形式简单地沉积在聚酰亚胺网络上,而是以Fe^3+-MPI配位作用均匀分布在MPI网络内.此外,XRD及氮气吸附实验结果表明,引入Fe^3+会破坏MPI网络的有序程度,导致复合材料的结晶度下降,但并不影响其多孔结构.通过紫外漫反射光谱和光电流谱对Fe@MPI的光吸收能力和光生电子/空穴对分离能力进行表征,结果显示,MPI网络与Fe^3+配位后,其光谱响应范围可拓宽至1250 nm,而其光电流响应强度也较纯MPI提升了3.5倍,表明引入Fe^3+配位可有效促进光生电子/空穴对的分离.基于其优异的光电性能,我们以Fe@MPI为光催化剂,在30℃下实现了甲基丙烯酸甲酯的可见光诱导自由基聚合,制备出分子量可达31.3×10^4 g mol^-1的聚甲基丙烯酸甲酯.同时,与MPI和FeCl3相比,Fe@MPI在相同条件下具有更高的催化效率,与其光电性能相吻合.最后,催化剂回收、循环实验表明,Fe@MPI易于回收,且具有良好的结构和性能稳定性:四次循环实验后,其结构和光催化活性均可基本保持不变.     

高灵敏度的酯型光敏聚酰亚胺

通过液－固逐步溶解缩聚的方法,合成了几种有较高分子量的光敏聚酰胺酸酯,并对它们的光刻性能进行了研究和讨论。其中,米赤酮或双叠氮对以联苯二酐间苯二胺残在为主的链结构的光敏ＰＩ前体的感光性能有最大的影响,由这种ＰＩ前体配制的光敏聚酰亚胺光刻胶具有最高的灵敏度。     

光敏聚酰亚胺的最新进展

综述光敏聚酰亚胺作为感光高分子的最新进展，着重叙述了有机硅改性光敏聚酰亚胺，自增感光敏聚酰亚胺和含氟光敏聚酰亚胺的制备方法和性能研究。     

气体膜分离用过渡金属有机络合物聚酰亚胺杂化材料的研究

用三苯二醚四酸二酐 (HQDPA)或二苯酮四酸二酐 (BTDA)与二氨基二苯甲烷 (MDA)缩聚合成出聚酰胺酸溶液 ,将此溶液与过渡金属有机络合物共混 ,再经热亚胺化即可制备出一类新型的气体膜分离用过渡金属有机络合物 聚酰亚胺杂化材料 .对所得杂化材料的各项性能进行了研究 ,结果表明 ,制得的杂化材料保持了聚酰亚胺良好的力学性能、耐热性能和耐溶剂性能 .用广角X 射线衍射和液体天平对所得材料的结构进行了表征 ,结果表明 ,过渡金属有机络合物的加入能够增加聚酰亚胺材料的分子链间距 .因此 ,与相应的聚酰亚胺相比 ,杂化材料的透气系数增大而透气选择性变化不大 .     

芳醚酮大环封端聚酰亚胺的合成与交联

本文制备了一种含硫醚键环状芳醚酮单体, 并将其引入聚酰亚胺中, 在不存在引发剂的条件下, 能开环交联反应制备出全芳香高热稳定的可交联聚酰亚胺.     

具有高表面反射性和导电性的聚酰亚胺-银复合薄膜的制备

聚酰亚胺-银的复合薄膜以其表面银层无与伦比的反射性和电导率,再加上聚酰亚胺基体本身优异的热稳定性和物理机械性能,以及其轻质和柔性的特点,在航空航天和微电子等许多领域具有广阔的应用前景,成为近年来广泛研究的多功能材料之一。本文对比了当前用于制备表面金属化的聚酰亚胺薄膜的各种方法及其优缺点,包括外部沉降法、超临界流体法、原位一步自金属化法、表面改性离子交换自金属化法和直接离子交换自金属化法,特别总结了由本课题组近年来所发展起来的表面改性离子交换自金属化法和直接离子交换自金属化法在制备高反射高导电的双面银化的聚酰亚胺薄膜方面所取得的研究进展。这两种方法均基于简单的银盐化合物前驱体即可实现双面高反射高导电的表面银化的聚酰亚胺薄膜的制备,过程简单,成本低廉。所制得的聚酰亚胺-银复合薄膜的表面反射率超过100%,表面电阻接近纯金属银的水平;复合薄膜的表面银层与聚合物基体之间有很优异的粘结性能;且很好地保持了母体聚酰亚胺薄膜优异的机械性能和热性能。其中采用直接离子交换自金属化技术,仅需将聚酰亚胺的预聚体薄膜在极稀的银盐水溶液中(0.01M银氨溶液)处理5min,然后热处理即可实现聚酰亚胺薄膜的双面金属化,是目前效率最高和银利用率最高的方法。     

聚酰亚胺/二氧化硅/银杂化薄膜的制备及其结构与性能研究

采用溶胶-凝胶和原位自金属化相结合方法制备聚酰亚胺(PI)/二氧化硅(SiO2)/银(Ag)三元复合薄膜,通过红外(FTIR)、透射电镜(TEM)、动态粘弹谱仪(DMTA)等系统地考察了热处理过程中杂化薄膜结构形态变化以及SiO2含量对金属银向基体表面迁移情况和杂化薄膜各种性能的影响.实验结果表明,在热处理过程中可以同时完成聚酰胺酸的亚胺化、SiO2粒子的形成及银的还原,并且可以通过改变热处理温度和时间或改变SiO2含量来控制银粒子向聚合物基体表面的迁移.