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聚酰亚胺(Polyimide,PI)是一类综合性能独特的高分子聚合物材料,因其优良的耐热性能、高机械强度、耐腐蚀性等特性而在电子、航空航天、液晶、封装材料、膜材料等领域应用广泛。然而传统PI薄膜大多因难溶难熔而加工困难,为了满足市场需求,研究可溶性PI以改善PI材料的加工性能己成为目前PI改性研究中最引人注目的热点之一。本论文简述了PI的概况及发展过程,从分子结构设计的角度上探讨了各种改善PI溶解性的方法,并设计合成了一种具有高反应活性的含磷二胺双(4-氨基苯基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-磷酰基乙烷(ADOPPE),研究了最佳合成条件,并通过红外表征、核磁共振等手段对其结构进行了分析和鉴定。为了在提高聚合物溶解性的同时不破坏或减少破坏其热性能及力学性能等,又引入了二胺2-(3-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑(i-DAPBI),将此两种二胺以不同摩尔比例与四种芳香二酐4,4’-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)、3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐(BPDA)、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)、双酚A型二醚二酐(BPADA)采用二步法发生聚合反应,制备了四个系列PI,利用DHR流变仪分析测定了聚酰胺酸的表观黏度,利用TGA、DSC、UV-Vis、万能材料试验机、极限氧指数仪等多种仪器对PI薄膜的各项性能如热性能、溶解性能、光学性能、力学性能和阻燃性能等进行了详细表征和探讨。主要研究结论如下:1、设计正交实验得到了含磷二胺单体的最佳合成条件:实验温度为130℃,反应时间为24 h,催化剂对甲苯磺酸质量为DOPO质量的1%,溶剂苯胺使用量为DOPO摩尔量的7倍。按最优条件进行合成反应,得到目标产物的收率为68%。通过FT-IR、~1H-NMR、DSC等表征手段证明了该二胺单体已成功制备,且单体纯度很高,可用于聚合物的合成。2、将二胺单体ADOPPE和i-DAPBI以一定摩尔比在室温条件下与6FDA、BPDA、BTDA、BPADA等二酐聚合制得不同系列的PI薄膜,对成膜性较好的PI薄膜进行各项性能测试,结果显示:引入含磷结构,在很大程度上提高了PI的溶解性和阻燃性,并且随着含磷量的增加,溶解性明显提高;引入具有柔性结构的二酐改善了PI薄膜的光学透明性,同时也使聚合物的热学性能有所下降;咪唑基团、联苯结构等一些刚性较大的结构维持了聚合物一定的热学性能和力学性能。3、在二胺单体摩尔比例相同的情况下,比较不同二酐单体对合成PI薄膜的性能影响。本论文选取ADOPPE:i-DAPBI=0.2:0.8为例,对PI-a-1、PI-b-1、PI-c-1、PI-d-1进行各方面性能比较。结果表明:四种PI薄膜中,PI-d-1的溶解性、透光性最好,而热性能、力学性能相对较差。