含氟聚酰亚胺单体制备及其聚合物合成

第 54 卷第 5 期2023 年 5 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.54 No.5May 2023可紫外光固化含氟聚酰亚胺树脂的合成与性能研究周润恺1，晁自胜1，易文君1，宋琛2(1. 长沙理工大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙，410114；2. 广东省科学院新材料研究所 现代材料表面工程技术国家工程实验室，广东 广州，510650)摘要：以3，5-二氨基苯甲酸(DABA)和可提高溶解性能的六氟二酐(6FDA)作为单体，通过分子结构设计在主链上接枝光敏基团，合成可低温紫外光固化的光敏性聚酰亚胺(PSPI)。

探究光敏性聚酰亚胺的基本性能，确定含氟聚酰亚胺树脂的光固化工艺参数，并分析不同配方下薄膜的机械性能和热性能。

研究结果表明，以35%(质量分数)的PSPI 作为预聚体，20%(质量分数)的丙烯酸羟乙酯(HEA)作为活性稀释剂合成的聚酰亚胺薄膜拉伸强度最高可达(60.71±0.68) MPa ，硬度最高可达到(143.5±1.34) MPa ，断裂伸长率为(2.83±1.05)%，弹性模量为(3.13±0.21) GPa ，薄膜刚性明显提升，同时，在质量损失5%(T d5)和10%(T d10)时的温度分别为140 ℃和216 ℃。

关键词：光敏性聚酰亚胺；薄膜；紫外光固化；低温中图分类号：TB324 文献标志码：A 文章编号：1672-7207（2023）05-1713-07Synthesis and properties of UV curable fluorinated polyimide resinZHOU Runkai 1, CHAO Zisheng 1, YI Wenjun 1, SONG Chen 2(1. School of Materials Science and Engineering, Changsha University of Science and Technology,Changsha 410114, China;2. National Engineering Laboratory for Modern Materials Surface Engineering Technology, Institute of NewMaterials, Guangdong Academy of Sciences, Guangzhou 510650, China)Abstract: Using 3,5-diaminobenzoic acid and 4,4'-(Hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride, which can improve solubility, as monomer, by grafting photosensitive groups on the main chain through molecular structure design, a photosensitive polyimide that can be cured at low temperature with UV-lighting was synthesized. The basic properties of the photosensitive polyimide were explored, the photo-curing process parameters of the fluorine-containing polyimide resin were determined, and the mechanical and thermal properties of the film with收稿日期： 2022 −05 −28； 修回日期： 2022 −07 −25基金项目(Foundation item)：湖南省教育厅科学研究项目(19C0033)；湖南省自然科学基金青年基金资助项目(2020JJ5593)(Project(19C0033) supported by the Research Project of Hunan Education Department; Project(2020JJ5593) supported by the Youth Fund Project of Natural Science Foundation of Hunan Province)通信作者：易文君，博士，讲师，从事医用可吸收复合材料及原料合成研究；E-mail ：********************DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2023.05.006引用格式： 周润恺, 晁自胜, 易文君, 等. 可紫外光固化含氟聚酰亚胺树脂的合成与性能研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(5): 1713−1719.Citation: ZHOU Runkai, CHAO Zisheng, YI Wenjun, et al. Synthesis and properties of UV curable fluorinated polyimide resin[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2023, 54(5): 1713−1719.第 54 卷中南大学学报(自然科学版)different formulations were analyzed. The results show that the tensile strength of the polyimide film with 35% (mass fraction) photosensitive polyimide as prepolymer and 20%(mass fraction) hydroxyethyl acrylate as reactive diluent reaches the highest tensile strength of (60.71±0.68) MPa, the highest hardness is (143.5±1.34) MPa, and the tensile elongation is (2.83±1.05)%, the elastic modulus is (3.13±0.21) GPa, the rigidity of the film is obviouslyimproved, and the temperatures at 5%(Td5) and 10% (Td10) thermal mass loss are 140 °C and 216 °C, respectively.Key words: photosensitive polyimide; film; UV curing; low temperature聚酰亚胺(PI)是一类在高分子链上具有亚胺环的耐热高分子材料，具有优异的热稳定性、良好的机械、电气、电化和感光性能。

聚酰亚胺单体生产过程的基本原理及工艺流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!聚酰亚胺单体生产过程的基本原理及工艺流程聚酰亚胺（PI）是一种高性能聚合物，在航空航天、电子、汽车等领域有着广泛的应用。

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。

含氟聚酰亚胺的合成及性能研究进展张汉宇;张亨【摘要】介绍了含氟聚酰亚胺的性能、分类、制备原料、通用制备方法及应用.综述了近年来含氟聚酰亚胺的合成及性能研究进展情况.【期刊名称】《有机氟工业》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】7页(P32-38)【关键词】含氟聚酰亚胺;合成;性能;研究;进展【作者】张汉宇;张亨【作者单位】吉林大学化学学院,吉林长春130012;锦西化工研究院有限公司,辽宁葫芦岛125000【正文语种】中文含氟聚酰亚胺(FPI)是主链含有酰亚胺环的化学结构高度规整的刚性聚合物，是由含氟二酐和含氟二胺通过熔融缩聚或溶液缩聚反应生成含氟聚酰胺酸(FPAA)，再经酰亚胺化得到的高分子材料。

聚酰亚胺(PI)具有极好的力学性能、耐热性能、电气绝缘性能、耐辐射性能、耐化学试剂及耐水解性能等。

FPI透光性好，耐热氧老化性能优于多数PI，介电常数低于3，是PI系列产品中最低的种类。

FPI在航空航天、电子电力、精密机械等高新技术领域得到广泛应用，包括特种塑料、复合材料、薄膜、胶粘剂、纤维、液晶取向剂、分离膜、光刻胶等，成为不可替代的高性能高分子材料。

FPI是高分子化合物中的一大类，根据化学结构、性能、合成方法、用途的不同可分成很多类别，并无统一的分类标准。

按照含氟基团，FPI分为部分含氟PI和全氟PI两类。

按照化学结构、性能和传统习惯，FPI分为均苯型FPI、联苯型FPI、苯酮型FPI、二苯醚型FPI、含氟聚酰胺亚胺(FPAI)、含氟聚醚酰亚胺(FPEI)、含氟聚酯亚胺、马来酸酐封端FPI、乙炔封端FPI等。

均苯型FPI、联苯型FPI、苯酮型FPI及二苯醚型FPI统称线型FPI；FPAI、FPEI及含氟聚酯亚胺统称改性FPI；马来酸酐封端FPI、乙炔封端FPI等统称交联型FPI。

引入含氟基团的FPI，分子链间距、自由体积和柔顺性增加，分子间作用力减小，破坏了分子规整性，溶剂容易扩散到FPI内，溶解性提高，加工性能改善；氟原子电负性高，可切断FPI电子云共轭，制品颜色较浅或无色透明；氟原子疏水性较强，FPI吸湿性很低；FPI摩尔极化率较低使其介电常数降低。

含氟聚酰亚胺的制备及应用
含氟聚酰亚胺是一种重要的高性能聚合物材料，具有优异的耐
高温、耐化学腐蚀和电气绝缘性能，被广泛应用于航空航天、电子、化工等领域。

其制备方法主要包括聚酰亚胺化学合成法、聚酰亚胺
前驱体热聚合法和聚酰亚胺溶液聚合法等。

首先，聚酰亚胺化学合成法是含氟聚酰亚胺的常见制备方法之一。

该方法通过含氟单体和聚酰亚胺单体的缩合反应，得到含氟聚
酰亚胺。

这种方法制备的含氟聚酰亚胺具有分子量分布窄、结构均
一的特点。

其次，聚酰亚胺前驱体热聚合法是另一种制备含氟聚酰亚胺的
方法。

该方法首先合成含氟聚酰亚胺的前驱体，然后通过热处理使
其发生聚合反应，最终得到含氟聚酰亚胺。

这种方法制备的含氟聚
酰亚胺具有高分子量、热稳定性好的特点。

最后，聚酰亚胺溶液聚合法是一种较为简便的制备方法。

该方
法通过将含氟聚酰亚胺单体溶解在合适的溶剂中，然后经过聚合反
应得到含氟聚酰亚胺。

这种方法制备的含氟聚酰亚胺适用于大面积
薄膜的制备。

含氟聚酰亚胺在航空航天领域被广泛应用于制备高温结构材料，例如航天器外壳、发动机零部件等；在电子领域被用作高性能绝缘
材料，例如电路板基材、电缆绝缘等；在化工领域被用于制备耐腐
蚀材料，例如化工管道、容器等。

总的来说，含氟聚酰亚胺由于其
优异的性能，在高科技领域具有广泛的应用前景。