有机硅改性聚酰亚胺的合成研究

聚酰亚胺的改性研究新进展聚酰亚胺的改性研究新进展聚酰亚胺(PI)主要有芳香族和脂肪族两大类，脂肪族聚酰亚胺实用性差，实际应用的聚酰亚胺主要是芳香型聚酸亚胺。

这类聚合物有着卓越的机械性能，介电性能，耐热、耐辐射及耐腐蚀等特性。

应用极其广泛。

聚酰亚胺的不足之处是不溶不熔、加工成型难、成本高等。

随着社会和科技的发展，对PI的需求量越来越多，对其性能要求越来越高，对其研究越来越深入，近年来，通过组成、结构改造，共聚、共混等方法改性，大量新型聚酰亚胺高分子材料被合成出来，本文归纳了近十年来国内外在聚酰亚胺改性及应用方面的研究情况。

1 分子结构改造分子结构改造主要有引入柔顺性结构单元、扭曲和非共平面结构、大的侧基或亲溶剂基团、杂环、氟硅等特性原子以及主链共聚等方法1．1引入特殊结构单元的聚酰亚胺在二酐或二胺单体中引入柔性结构单元可提高聚酰亚胺的流动性，提高聚酰亚胺的溶解性、熔融性。

其中主要方法是在单体中引入醚链，有人用二酐醚合成出了PI，该 PI可溶于NMP、DMF、DMAc等强极性溶剂[ ；也有人用含有长的醚链的二胺合成出的PI具有良好的溶解性，可在很多有机溶剂中溶解比]。

而在PI中引入扭曲和非共平面结构能防止聚合物分子链紧密堆砌，从而降低分问作用力，提高溶解性。

通过合成具有扭曲结构的二胺【3]和二酐[ 单体而制得的PI 其溶解性大大的增强，不仅溶于强极性溶剂中甚至可以在一些极性比较弱的溶剂THF中溶解，这是仅仅通过引入柔性基团所办不到的。

同样在大分子链上引入大的侧基或亲溶剂基团，可以在不破坏分子链的刚性的情况下有效降低分子链问的作用力从而提高PI的溶解性。

如Liaw 等人[s]用具有大的侧基的联苯基环己基二胺制备P1，由于这类PI中引入了较大的侧基，从而降低聚合物分子链的堆积密度，溶剂分子容易渗入聚合物内，因此具有良好的溶解性能。

1．2 含氟、硅的聚酰亚胺含氟基团的引入，可以增加聚酰亚胺分子链间的距离，减少分子间的作用力，因而可以溶入许多有机溶剂，同时氟原子有较强的疏水性使聚酰亚胺制品的吸湿率很低，而其有较低的摩尔极化率使得PI的介电常数降低 ]。

TiO2改性热固性PI的合成及介电性能研究摘要聚酰亚胺（PI）是以酰亚胺环为结构特征的一种杂环聚合物。

其制品尺寸稳定性好、耐有机溶剂、低温性能优良、高温下介电、力学、耐腐蚀等性能突出，是目前综合性能最好、耐热等级最高的一种性能优异的工程材料。

纳米二氧化钛具有较好的热稳定性、化学稳定性和优良的电学特性，可以提高材料耐老化性能及耐高温性能，故选用它们作为填料进行表面处理后添加到聚酰亚胺中去，通过一定的成膜工艺制备成膜，可以提高了PI 的耐电压寿命。

本文选用DEDADPM为二胺单体、均苯四甲酸二酐为二酐单体、纳迪克酸酐为封端剂、DMAc为溶剂以两步法合成热固性聚酰亚胺；期间以KH560为偶联剂改性的二氧化钛为掺杂粒子以原位聚合法制备TiO2/PI复合材料。

利用原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）对复合材料的断面形貌进行了分析，并对复合材料的热力学性能和介电性能进行了测试和分析。

结果表明：无机粒子均匀的分散在有机基体中，随着纳米TiO2质量分数增加，其热分解温度呈单调上升趋势；其介电常数和介电损耗也都呈上升趋势。

关键词热固性聚酰亚胺；原位聚合；TiO2；介电性能Synthesis and Study on dielectric properties ofthermosetting polyimide modified by TiO2AbstractPolyimide (PI) is defined as a kind of heterocyclic polymers with imide ring structure. Its products own good dimensional stability, resistance to organic solvents, well performance at low temperature, high temperature dielectric, mechanical, corrosion and other outstanding performance, which currently give the best overall performance and the highest level of integrated heat resistivity that known as engineering materials. Nanostructured titanium dioxide has better thermal stability, chemical stability and excellent electrical properties, not only improve the properties of aging resistance and high temperature resistivity, but also thermal expansion coefficient in accordance with polyimide match, so are used as fillers with previous surface modification, then added to the polyimide. Further more, some films are prepared by film-forming process with polyimide, which increase the voltage resistance life of PI.In this article, thermosetting polyimide is prepared via two steps in the presence of DEDADPM as monomer, pyromellitic dianhydride as dianhydride monomer, Nadi Ke anhydride as capping agent, DMAC as the solvent; during the course, nanostructured titanium dioxide which functions as doping particles are modified by the Silone coupling agent of KH-550, then used to polymerize TiO2/PI composites.Atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM) are used to analyze fracture morphology of the composite, and tests related to thermodynamic and dielectric properties of composite materials are also conducted. The results showed that: inorganic particles evenly dispersed in organic matrix, not only increasement of thermal decomposition temperature accompanies by the increase of mass fraction of nano-TiO2, but also thedielectric constant and dielectric loss experiences above trends.Key words Thermosetting polyimide; In situ polymerization;Titanium dioxide; Dielectric properties目录摘要.................................................................................. 错误!未找到引用源。

聚酰亚胺研究李友清 刘 丽 刘润山(湖北化学研究院,武汉430074)摘 要 主要介绍了聚酰亚胺的缺点和研究动向,重点介绍了可溶型聚酰亚胺、透明型聚酰亚胺、低热膨胀型聚酰亚胺、功能型聚酰亚胺、共缩聚型聚酰亚胺、加成型聚酰亚胺、高粘接型聚酰亚胺和聚酰亚胺/无机纳米复合材料等,并对聚酰亚胺的研究重点进行了展望。

关键词 聚酰亚胺 复合材料收稿日期:2002-12-24。

作者简介:李友清,高分子化学与物理专业硕士研究生,研究方向为耐高温材料和胶粘剂。

聚酰亚胺(PI)是一类以酰亚胺环为特征结构的聚合物。

这类高聚物具有突出的耐热性、优良的机械性能、电学性能及稳定性能等。

其各类制品如薄膜、粘合剂、涂料、层压板和模塑料等已广泛应用于航空航天、电子电工、汽车、精密仪器等诸多领域。

1 聚酰亚胺的缺点聚酰亚胺分子主链上一般含有苯环和酰亚胺环结构,由于电子极化和结晶性致使聚酰亚胺存在较强的分子链间作用,引起聚酰亚胺分子链紧密堆积,从而导致聚酰亚胺存在以下缺点:(1)传统的聚酰亚胺通常既不熔化又不溶解,难以加工;(2)制成的薄膜一般硬、脆、强度不够,用于微电子工业尚存在降低线膨胀系数与机械强度难以兼顾的缺陷,用于光通信行业则有透明性差而影响使用效果的问题;(3)粘接性能不理想;(4)固化温度太高,合成工艺要求高。

与此同时,由于所用原材料价格昂贵,生产成本居高不下。

此外合成的中间产物PAA(聚酰胺酸)遇水极易分解,性能不稳定,需低温冷藏,难以运输和保存。

为解决这些问题并不断开发聚酰亚胺新的性能及应用领域,人们进行了多方面的研究探索。

目前,正在开发研究下面几大类的聚酰亚胺。

2 可溶型聚酰亚胺改善聚酰亚胺的加工性能,一种可行的方法是提高聚酰亚胺的溶解性。

如何在保持聚酰亚胺热稳定性的同时提高聚酰亚胺的溶解性引起了人们的关注。

Yang 等112研究发现,在聚合物分子链中引入)O ),)CH 2),S +O,)C O )等柔性官能团可提高整个分子链的柔顺性,从而提高聚酰亚胺的溶解性。

聚酰亚胺的改性研究聚酰亚胺（polyimide，缩写为PI）是指主链上含有酰亚胺环（-CO-NH-CO-）的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。

聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。

近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入 21世纪最有希望的工程塑料之一。

聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"（protion solver），并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。

近年来，为了降低生产成本，人们致力于对单体合成和聚合方法不断进行研究和改进。

目前PI 的合成方法主要有2 大类：通过在聚合过程中或大分子反应中形成酰亚胺环, 或通过已含有酰亚胺环的单体缩聚合成PI。

尽管PI 具有一系列优异的性能，但大多数的PI 存在不溶不熔（少数的PI 溶解必须要用高沸点溶剂）、成型压力大、反应温度高、工艺苛刻等缺点，使其应用在很多方面受到限制。

为此，PI的改性成为人们研究的焦点。

PI改性的主要方法包括结构改进、共混改性、共聚改性、填充改性。

一、PI 的合成PI 是主链上含有酰亚胺基团（酰亚胺环）的一类高分子聚合物，其由有机芳香二酸酐和有机芳香二胺经过熔融缩聚或溶液缩聚法反应生成聚酰胺酸，再经过热或化学酰亚胺化而得到，其中以含有酰酞亚胺结构的聚合物最为重要。

PI 分为热固性和热塑性，其中热固性主要有双马来酰亚胺（BMIs）、降冰片烯封端的PI（PMR–15）、乙炔基封端的PI（ACTP）三大类，热塑性聚酰亚胺有聚醚酰亚胺（PEI）及美国国家航空航天局（NASA）研发的LARC–TPI和LARC–CPI 等。

1、在聚合过程中或在大分子反应中聚合成PI采用二酐与二胺反应聚合成PI 是最普遍的方法，它可以采用一步法和两步法合成。

聚酰亚胺的改性研究聚酰亚胺（Polyamides）是一类具有优异机械性能和耐热性能的高分子材料，由聚酰亚胺类共聚物制成，是高强度、高热稳定性的优质材料。

由于其独特的物理特性，聚酰亚胺已经广泛应用于航空航天、汽车以及建筑工程等领域。

然而，聚酰亚胺在实际应用中往往无法满足用户的要求，因此，改性聚酰亚胺的研究已经成为当前材料科学界的热点研究课题。

聚酰亚胺的改性可以给高分子材料增加新的性能，改善原有性能，从而满足工程需求。

主要的改性方法有物理改性、化学改性和物理化学改性等。

其中，物理改性的方法主要是采用热处理或辐射处理，可以改变材料的形状和微观结构，增加材料的力学强度和抗热性，材料的纤维强度也可以相应地提高。

除了物理改性外，可以通过化学改性来改善聚酰亚胺的性能，如添加热塑性弹性体（TPS）、氟化物、碱金属氧化物等，以提高材料的抗冲击性和耐腐蚀性。

此外，还可以通过物理化学改性技术，如改性聚酰亚胺的热塑性，提高材料的抗热性、耐摩擦及耐冲击性能。

在聚酰亚胺的改性研究中，热交换改性是最常用的一种技术，此项技术可以改变材料的结晶度、微观结构、熔融强度等性能指标，有效改善材料的性能。

同时，还可以用低温改性技术改变聚酰亚胺的熔融指数，从而改变材料的热加工工艺过程，提升材料的加工性能。

此外，还可以通过改性技术改变材料的表面特性，如改变表面硬度、光滑度等，可以有效改善材料的抗冲击性、耐腐蚀性及抗脏等性能。

另外，改性聚酰亚胺也可以用于制备多种复合材料，以满足特定的性能要求。

比如，可以将聚酰亚胺与金属、矿物纤维和石墨等添加剂复合，可以制成轻质、高强度及耐腐蚀性的复合材料。

此外，也可以用改性聚酰亚胺来制备复合功能纤维，如用改性聚酰亚胺和有机硅复合来制备具有防水、防火以及防静电等功能的复合纤维。

综上所述，聚酰亚胺的改性是满足工程研究要求的有效方法，为聚酰亚胺的应用提供了新的性能，从而提高了材料的性能，增加了材料的应用范围。

未来，聚酰亚胺改性技术将越来越受到重视，在工程研究领域的应用会更加广泛。

聚酰亚胺(Polyimide)是一种高性能的高分子材料, 常被用于航空航天、电子、汽车和其他工业应用。

最常用的制备聚酰亚胺的方法有两种:
1.合成法: 聚酰亚胺通常是通过采用合成法制备。

这种方法主要是通过将二苯酐二胺
和酸酐类高分子进行缩合反应来得到。

2.溶剂脱聚法: 溶剂脱聚法是通过在溶剂中溶解聚酰亚胺高分子，然后通过液-液分离
来提取聚酰亚胺。

除了以上两种常用的制备方法,还有其他的方法可以制备聚酰亚胺,如:
直接聚合法: 通过聚合前驱体或单体获得聚酰亚胺。

电解聚合法: 电解聚合法是一种直接聚合单体的方法，不需要预先合成前驱体。

聚合物缩聚法: 通过缩聚聚合物单体的方法得到聚酰亚胺。

在不同的条件下,会得到不同的聚酰亚胺,不同的聚酰亚胺有着不同的性质,应用不同,适用不同的领域.
需要注意的是,在制备聚酰亚胺时，需要控制反应条件，确保反应进行顺利。

聚酰亚胺制备需要高温高压条件,以及对氧气进行控制,还要注意选择足够纯度的原材料.
此外，在生产聚酰亚胺时,需要满足环保标准，避免使用有毒的物质,需要在过程中进行污染物的控制,保证工人的安全,并且不给环境带来负面影响。

总之,聚酰亚胺的制备方法有很多种, 不同的合成条件、高分子材料及不同的生产工艺会导致得到不同结构和性能的聚酰亚胺。

33绝缘材料2009,42(2)聚酰亚胺的研究及应用进展蒋大伟1,2,姜其斌1,2,刘跃军1,李强军2(1.湖南工业大学包装新材料与技术重点实验室,湖南株洲412008;2.株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南株洲412007)摘要:综述了当前国内外聚酰亚胺材料的发展概况,阐述了聚酰亚胺材料的结构性能以及研究进展,展望了聚酰亚胺材料的发展趋势。

关键词:聚酰亚胺;结构;性能;进展中图分类号:T M 215.1文献标志码:A文章编号:1009-9239(2009)02-0033-04The Research and A pp lication of Pro g ress of the Pol y imideJIANG Da-Wei 1,2,JIANG Qi-Bin 1,2,L IU Yue-Jun 1,LI Qiang-Jun2(1.K ey Labor atory o f N ew Packagi ng M ater ial and T echnology of H unan Uni v ersityo f T echnology ,Zhuz hou 412008,Chi na;2.Zhuz hou T imes N ew M at er ial T echnolo gy Co.L td ,Zhuz hou 412007,Chi na )Abstract :The current status o f p ol y imid e films in the world was r eviewed .The str uctural p erfor -mance of the materials was p r esented,and the research p ro g ress and develo p ment tr end in the near future were p r o s p ected.Key words :po lyimide;structure;properties;progress蒋大伟等:聚酰亚胺的研究及研究进展收稿日期:2008-10-18作者简介:蒋大伟(1984-),男,安徽滁州人,硕士生,研究方向为绝缘材料的制备与改性,(电子信箱)daiw ei0555@y 。

聚酰亚胺的研究与进展摘要聚酰亚胺是一种重要的高性能聚合物材料，由于其优异的耐热性能、介电性能、粘附性能、耐辐射性能、力学机械性能以及很好的化学物理稳定性等，近年来在航天航空、电子电力、精密机械等高新技术领域得到了广泛的应用，是目前树脂基复合材料中耐温性最高的材料之一。

本文详细介绍了聚酰亚胺的分类, 合成方法, 应用及其发展究现状和未来的发展动向。

关键词聚酰亚胺；合成方法；耐高温复合材料；涂料；覆铜板1、前言随着航空航天、电子信息、汽车工业、家用电器等诸多方面技术领域日新月异的发展, 对材料提出的要求也越来越高。

如: 高的耐热性和机械性能,优良的电性能和耐久性等,因此材料的研究也在不断地朝着高性能化、多功能化、轻量化和低成本化方向发展。

聚酰亚胺就是综合性能非常优异的材料。

它是一类主链上含有酰亚胺环的高分子材料。

由于主链上含有芳香环, 它作为先进复合材料基体,具有突出的耐温性能和优异的机械性能,是目前树脂基复合材料中耐温性最高的材料之一。

用作电子信息材料,聚酰亚胺除了具有突出的耐高温性外, 还具有突出的介电性能与抗辐射性能,是当前微电子信息领域中最好的封装和涂覆材料之一。

除此之外,聚酰亚胺树脂在胶粘剂、纤维、塑料与光刻胶等方面也表现出综合性能优异的特点。

为此,近些年来,人们对聚酰亚胺树脂给予了高度的重视,聚酰亚胺树脂的研究与应用得以迅速发展。

在应用方面,目前国际上生产聚酰亚胺的厂家有超过60家之多并且聚酰亚胺种类繁多,重要品种就有20多个,其应用领域也在不断扩大。

从上世纪60年代以来,我国聚酰亚胺材料也迅速发展。

2、聚酰亚胺材料的分类聚酰亚胺主要分为脂肪族聚酰亚胺和芳香族聚酰亚胺。

因为脂肪族聚酰亚胺实用性差, 因此通常所说的聚酰亚胺一般指芳香族聚酰亚胺。

另外,从合成方法来分,聚酰亚胺材料可分为热固性树脂和热塑性树脂两大类。

热塑性聚酰亚胺材料一般采用两步合成法制备,即首先在极性溶剂中由有机芳香四酸二酐和有机芳香二胺反应制成聚酰胺酸溶液, 然后经高温热处理使聚酰胺酸环化脱水生成不溶不熔的聚酰亚胺材料。

高分子材料学（论文）题目：聚酰亚胺的研究概况化工学院高分子材料科学与工程专业学号班级材料1102学生姓名指导教师二〇一四年五月聚酰亚胺的研究概况摘要：聚酰亚胺（PI）作为一种综合性能优异的材料，已被广泛的应用。

本文首先对聚酰亚胺的发展历程，国内目前聚酰亚胺的发展状况做了简单介绍。

其次介绍了聚酰亚胺目前比较重要的几种合成方法，着重介绍了聚酰亚胺的性能以及针对其优良的性能聚酰亚胺目前的应用领域。

最后，针对聚酰亚胺存在的缺点，根据国内外一些研究状况，列举了目前比较重要几种改性方向。

通过本文的介绍，可以对聚酰亚胺有一个系统的认识。

关键词：发展历程；合成；性能；应用；改性Abstract: As a comprehensive performance excellent material, polyimide (PI) has been widely used. Firstly,the paper makes a brief introduction about the development process of polyimide, and the current domestic developmentcondition. Secondly, it introduces several more important synthetic methods about the polyimide, and thenintroduces the properties of the polyimide and its e current applications. Finally, according to its shortcomings and some research at home and abroad, the paper cites several relatively important direction of the current modification. Through the introduction of this article, you can have a good systematic understanding of polyimide.Key Words:development process;synthetic; properties; applications; modification引言随着航空航天，电子信息工业，汽车工业与家用电器等工业的蓬勃发展，对材料的要求越来越高。

含硅聚酰亚胺的合成与性能汪小华　李　立　刘润山　范和平(湖北省化学研究院,武汉430074)摘　要　含硅聚酰亚胺既保持了聚酰亚胺优良的耐热性及电气性能,又具有有机硅的良好粘接性及低吸湿性。

本文综述了含硅聚酰亚胺的合成和改性方法以及相应产物的性能特点。

关键词　含硅聚酰亚胺　聚酰亚胺　硅氧烷　二氧化硅　杂化材料收稿日期:2003-08-05。

作者简介:汪小华,在读硕士研究生,专业为高分子化学与物理。

聚酰亚胺(PI )是主链上含有亚胺环的一类聚合物。

这类聚合物首先由Bagert 〔1〕等人于1908公开其合成路线,但直到20世纪60年代初,随着聚酰亚胺薄膜(Kapton )及清漆(Pyre ML )的商品化,聚酰亚胺才进入了一个大发展的时代。

现在,聚酰亚胺已广泛用于航空航天、电子电气等领域。

同时,应用领域的扩展也对聚酰亚胺的性能提出了更高的要求,如更好的溶解性、粘接性、耐高低温性和加工性,更低的吸湿率及更低的介电常数等。

在聚酰亚胺的众多改性产品中,含硅聚酰亚胺是较成功改性产品之一。

1966年Kuckertz 首先合成了聚酰亚胺硅氧烷。

之后,St .Clair 等以同样的方法合成出热塑性聚酰亚胺硅氧烷,并成功地将它用作高强粘接剂和模塑料〔2〕。

含硅聚酰亚胺的研究表明,向聚酰亚胺骨架引入柔性硅氧烷嵌段可以得到具有较好加工性、耐热性、耐候性和机械性能的可溶性共聚型聚酰亚胺〔3〕。

由于硅氧烷链段优先向共聚物表面迁移,使共聚物具有更低吸水性和更高抗原子氧性能〔4〕。

用其他方法合成的含硅聚酰亚胺也具有这样一些类似的性能。

正是由于含硅聚酰亚胺具有这些优异性能,对其研究一直在发展。

通常含硅聚酰亚胺合成方法有共聚、共混以及溶胶-凝胶法等。

1　共聚改性及其产物性能1.1　有机硅烷改性及末端修饰法此方法是用硅烷化合物(主要是含氨基官能团的硅烷偶联剂)对聚酰亚胺封端,其结构式为:式中R 1为四价有机基团;R 2,R 3为二价有机基团;X 为一价基团,如—OR ,卤素等。