聚酰胺酸合成工艺研究

聚酰胺酸的合成及其亚胺化过程
任菲菲;李明慧;王井;何东宁
【期刊名称】《大连工业大学学报》
【年(卷),期】2008(027)004
【摘要】采用二步法以均苯四酸二酐(PMDA)与对苯二胺(PDA)合成聚酰胺酸(PAA)和聚酰亚胺(PI)薄膜,其中单体摩尔比为1:1,反应温度为-15 ℃,通过调节温度与时间两个变量,并结合红外光谱测试对聚酰胺酸热亚胺化过程进行跟踪研究.结果表明,在等温度变化过程中,酰亚胺化效果较好.
【总页数】3页(P316-318)
【作者】任菲菲;李明慧;王井;何东宁
【作者单位】大连工业大学化工与材料学院,辽宁大连,116034;大连工业大学化工与材料学院,辽宁大连,116034;大连工业大学化工与材料学院,辽宁大连,116034;大连工业大学化工与材料学院,辽宁大连,116034
【正文语种】中文
【中图分类】TQ323.7
【相关文献】
1.原位红外光谱法研究电纺聚酰胺酸纳米纤维膜热亚胺化过程 [J], 于晓慧;张文朋;操建华;蒋士冬;吴大勇
2.聚酰胺酸的制备与亚胺化过程研究 [J], 张亚飞;李亚飞;于志强;钟义林
3.原位红外法研究电纺聚酰胺酸亚胺化过程 [J], 张文朋;操建华;蒋士冬;于晓慧;吴大勇
4.聚酰胺酸的合成及其酰亚胺化研究 [J], 李焱;于俊荣;刘兆峰
5.增塑剂对聚酰胺酸亚胺化过程的影响研究 [J], 何志斌;袁舜齐;廉海燕;蔡亚琪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

聚酰胺酸的合成研究1 聚酰胺酸──在日常生活中的广泛应用聚酰胺酸是一类多羟醛类高分子化合物，通常可简单称为高分子酸。

酰胺类物质不仅有增塑剂的功能，而且还可以经过改性，用于制备光氧耐磨和耐腐蚀、良好的可降解性、低生物毒性等特殊属性的高性能复合材料，因此它在化学、服装、食品、生物技术等多个领域产生了广泛应用，这些应用对提高生产、提高生活质量都有着重要意义。

2 聚酰胺酸的合成聚酰胺酸是由多羟醛和某些醇或醛组成，经过改变其不同的方法，可制备多种多样的聚酰胺酸，不仅特性多样，而且它们的制备工艺也广泛应用于工业中。

最常用的合成工艺包括单醇/醛缩合法、多羟基还原法、聚合物取代炉法等。

其中单醇/醛缩合法是聚酰胺酸合成得最多的一种方式，它是以一种活化官能团（如烷基胺或其他）封装一种醇或醛，再将其加入另一种醇或醛并发育出聚酰胺酸的基础上进行反应的合成方法。

3 聚酰胺酸的改性聚酰胺酸的改性也是它的核心应用之一，可以将高分子基体的性能进一步提升。

目前主要有功能化改性和交联改性两种。

其中功能化改性可以使聚酰胺酸的基体呈现出更好的氧化耐久性、耐热性、耐抗性以及抗加B及降解性，例如，可以经由加入硅或磷改性，让聚酰胺酸具备良好的抗蚀性能和可降解性。

聚酰胺酸的交联改性，则可以进一步提高材料的高温热稳定性和绝缘性。

通过这种改性，可以让聚酰胺酸材料具备钢骨级的强度，以及良好的加工性能。

4总结聚酰胺酸无疑是一种重要的现代工业材料，通过其多样性、良好的热稳定性以及可降解性等特点，可以大大改善在日常生活中的应用；而其合成与改性工艺也已经发展成熟，可以在工业上广泛使用以满足各行各业的要求。

聚酰亚胺制备（1）实验原理以均苯四甲酸酐和对苯二胺缩聚而成的聚酰亚胺最终的产物不溶不熔，分子量很低时就从反应介质中沉淀出来，无法加工和成膜。

因此要分成预聚和终缩聚两个阶段来合成：第一步是在N'N二甲基乙酰肤、N'N二甲基甲酰胺、砒咯烷酮等极强溶剂中，于室温下，使二酐和对苯二胺进行预缩聚，形成可溶性高分子量聚酰胺；第二步才将该预聚物成型，如膜、纤维、涂层、层压材料等，然后加热到150℃以上，使残留的羧基和亚胺基继续反应固化。

反应过程如图所示。

（2）原科配比理论上是二酐与二胺的配比为1：1时得到的聚酰胺酸的分子量最高，粘度最大。

但由于反应体系有微量水存在，使过量的二酐转化为酸变得不活泼，所以就耍二酐稍过量时才能获得较高的分子量和较高的粘度。

一般二酐与二胺摩尔量之比在1.020—1.030比较合适。

（3）聚酰胺酸(PAA)固体含量的确定在选择聚酰胺酸胶液的固体含量时，要考虑胶液的粘度不能太小，太小不利于成膜。

通过查阅资料并结合大量实验，胶液的固体含量为10％时最佳。

各种胶液的固体含量配比见表PAA-聚酰胺酸，PMDA-均苯四甲酸二酐, ODA-二氨基二苯基醚,NMP-毗咯烷酮。

（4）仪器和药品仪器：电动搅拌器、电热鼓风干燥箱、三口烧瓶、量简、研钵、烧杯等(其它需要的玻璃仪器可任选)；本体：均苯四甲酸二酐(PMDA)，4'4-二氨基二苯基醚(ODA)；溶剂：N'N-二甲基乙酰胺、N'N-二甲基甲酰胺、毗咯烷酮(NMP)任选一种。

（5）实验步骤a.用研钵将均苯四甲酸二酐(PMDA)和4'4-二胺基二苯基醚(ODA)分别研细，然后放于干燥箱中在100℃左右的温度下烘培1—2个小时，备用。

b.烘好的4'4-二氨基二苯基醚(ODA)溶于N'N—二甲基乙酰胺等溶剂中，高速搅拌至无颗粒状物质时，少量多次均匀加入均苯四甲酸二酐(注意药品保持干燥)，大约1—2小时加完(注意：温度控制在0—20℃)；此时，得到了低聚合物PAA。

一、实验目的1. 了解聚酰亚胺的制备原理及工艺流程。

2. 掌握聚酰亚胺的合成方法，并学会操作相关实验设备。

3. 分析聚酰亚胺的性能，验证实验结果。

二、实验原理聚酰亚胺（Polyimide，PI）是一种具有优异性能的有机高分子材料，具有高力学强度、低介电常数、耐高温、耐腐蚀、耐磨、耐辐射等特性。

其分子结构中含有酰亚胺环，通过酰亚胺环的共轭作用，使其具有独特的性能。

聚酰亚胺的制备方法主要有以下几种：1. 预聚法：先将二酐与二胺在强极性溶剂中预聚，形成聚酰胺酸，再通过加热或催化剂的作用，使聚酰胺酸分子内脱水闭环，形成聚酰亚胺。

2. 缩聚法：直接将二酐与二胺在无溶剂或弱溶剂中进行缩聚反应，生成聚酰亚胺。

3. 分子内脱水闭环法：在聚酰胺酸分子链上引入具有反应活性的基团，如羧基、亚胺基等，通过加热或催化剂的作用，使分子内脱水闭环，形成聚酰亚胺。

本实验采用预聚法进行聚酰亚胺的制备。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：反应釜、磁力搅拌器、温度计、过滤器、烘箱、电子天平、取样器等。

2. 试剂：均苯四甲酸酐（PMDA）、对苯二胺（ODA）、N'N-二甲基甲酰胺（DMF）、催化剂、去离子水等。

四、实验步骤1. 准备反应釜，加入一定量的DMF作为溶剂。

2. 称取一定量的PMDA和ODA，分别加入反应釜中。

3. 开启磁力搅拌器，在室温下搅拌一定时间，使PMDA和ODA充分混合。

4. 将反应釜加热至一定温度，保持搅拌，使PMDA和ODA发生预聚反应，形成聚酰胺酸。

5. 加入催化剂，继续搅拌，使聚酰胺酸分子内脱水闭环，形成聚酰亚胺。

6. 将反应液过滤，除去未反应的PMDA和ODA。

7. 将聚酰亚胺溶液在烘箱中干燥，得到聚酰亚胺薄膜。

五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验，成功制备出聚酰亚胺薄膜。

2. 性能分析：（1）力学性能：聚酰亚胺薄膜具有优异的力学性能，如拉伸强度、弯曲强度等。

（2）介电性能：聚酰亚胺薄膜具有低介电常数和介电损耗，适用于高频、高压等场合。

聚酰胺酸粒子亚胺化的研究近年来，高分子粒子被广泛应用于药物分子传输、细胞输送、诊断、治疗以及材料制备等领域，在这些领域的技术发展中，聚酰胺酸（PAAs）粒子拥有着至关重要的作用。

它们具有良好的生物相容性、不良毒性以及其它有益特性。

然而，随着时间推移，这些粒子会受到生物体中的自由基损害，因此它们的功能要素受到限制。

因此，研究人员正努力研究各种保护性包覆，以延长粒子的稳定性并提高其性能。

其中，亚胺化工艺被认为是最具前景的包覆技术，它可以有效地保护高分子粒子，同时允许它们被动物体吸收。

亚胺化可以利用醇或酸作为反应剂来产生聚氨酯链，粒子表面上的羟基可以与亚胺反应产生一定的稳定性，从而使其具有良好的抗氧化性和抗病毒性。

本文讨论了聚酰胺酸粒子亚胺化的研究进展。

首先，概述了聚酰胺酸粒子在药物传输和细胞输送中的应用，以及它为什么需要亚胺化保护性包覆。

然后，介绍了聚酰胺酸粒子亚胺化得到的稳定性、抗氧化性和抗病毒性，以及如何亚胺化实现特定性能效果的各种方法。

接下来讨论了亚胺化处理后的聚酰胺酸粒子在药物传输和细胞输送中的应用。

这一部分主要介绍了聚酰胺酸粒子亚胺化所能实现的有效细胞内投递、改善细胞对病毒抗性以及压缩低pH环境对高分子粒子的毒性等研究成果。

最后，综述了聚酰胺酸粒子亚胺化的研究方向，主要包括材料结构和功能优化、聚酰胺酸粒子亚胺化的模拟研究以及利用聚酰胺酸粒子进行免疫回路调控的研究等。

值得一提的是，由于聚酰胺酸粒子亚胺化技术的复杂性，其研究需要多学科的整合协作来实现最佳性能的达成，例如与医学、化学和生物学等领域相关的学术研究者和工程技术人员等。

今后，聚酰胺酸粒子亚胺化研究将促进医疗、制药和制造领域的发展，为人类健康和绿色材料生产提供新的思路和方法。

综上所述，聚酰胺酸粒子亚胺化的研究在近年来取得了长足的进展。

这项技术的进一步发展，将促进多学科间的相互协作，为药物传输、细胞传输和绿色材料制备等领域带来新的机遇。

聚酰胺酸的制备与亚胺化过程研究张亚飞;李亚飞;于志强;钟义林【摘要】The polyamic acid (PAA) was prepared by co-polycondensation with dianhydride (BTDA) and two diamine monomers (ODA and BAPP) in polar solvent 1-methyl-2-pyrrolidone (NMP). The polyamic acid was subjected to thermal imidization to obtain a polyimide(PI). The structural functional groups of the product and the proton hydrogen in the molecule were tested by FT-IR and 1H-NMR, and the process of thermal imidization of polyamic acid was also analyzed by FT-IR. The results showed that the polyamic acid was prepared and the curing process had a great influence on the degree of imidization of polyamic acid. The curing temperature and the holding time were optimized and the better optimum curing process was determined. In addition,the mechanism of polyimidic acid thermal imidization was analyzed.%用二酐BTDA与两种二胺单体(ODA、BAPP)在极性溶剂1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中,通过共缩聚制备出聚酰胺酸(PAA),并经过热酰亚胺化得到聚酰亚胺(PI).采用FT-IR和1H-NMR对产物的结构官能团和分子中质子氢进行表征,并利用FT-IR对聚酰胺酸热亚胺化过程进行追踪测试,结果表明,实验制备出了聚酰胺酸且固化工艺对聚酰胺酸亚胺化程度有较大影响.对固化温度和保温时间进行优化改进,确定出最佳固化工艺,并对聚酰胺酸热亚胺化过程的环化机理进行分析.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2018(046)004【总页数】4页(P80-83)【关键词】共缩聚;聚酰胺酸;亚胺化;固化工艺【作者】张亚飞;李亚飞;于志强;钟义林【作者单位】上海市计量测试技术研究院,上海 200233;上海市计量测试技术研究院,上海 200233;上海市计量测试技术研究院,上海 200233;上海市计量测试技术研究院,上海 200233【正文语种】中文【中图分类】O633.22聚酰亚胺(PI)分子重复结构单元中含有酰亚胺基团(-CO-NH-CO-)[1-5]。

聚酰胺酸液体固化工艺
温度（℃）时间（min）备注
80 20~30 这两段为预热干燥处理段，可
以使涂层受热均匀，表面溶剂
挥发，使涂层固定。

此段升温
速度要慢，防止产生气泡，厚
度大的话可以适当再延长处理
时间
120 30~60
170 30~120 此段为溶剂挥发阶段，容易产生气泡，要控制升温速率。

尽量在此段的时间长一些，可以避免后续其他段产生气泡
200 30
220 30
250 60~120 环化阶段，产品的主要性能由
此段决定
280~300（热塑）300~320（热固）30~60 此段可以进一步提高产品性
能，热塑性280度。

热固性
300~320度。

聚酰胺酸固化过程中，升温速度对产品性能的影响比较大。

升温速度过快容易使制品表面产生大量的气泡，从而失去使用价值。

在条件允许的情况下尽量调低升温速度。

40~120℃：升温速度控制在40~60℃/h
120~170℃:升温速度控制在30~60℃/h
200℃以上时可升温快一些，40~80/h
具体根据实际情况调整。

聚酰胺纤维的制备及其应用研究聚酰胺纤维是一种具有优异性能的聚合物，广泛应用于工业、医药、纺织等领域。

本文将介绍聚酰胺纤维的制备方法和应用研究。

一、聚酰胺纤维的制备聚酰胺纤维可以通过干法和湿法制备，其中湿法制备是目前工业上较为广泛使用的生产方法。

下面将以湿法制备为例，介绍聚酰胺纤维的制备流程。

1. 合成聚酰胺首先制备聚酰胺。

聚酰胺是由二元有机酸和二元胺反应而成的长链聚合物。

假设选用苯二甲酸和二乙二胺为原料，反应条件为氮气保护下，加热到200℃，反应4小时。

反应完后，用N,N-二甲基乙酰胺溶解聚酰胺。

2. 总溶液制备将合成的聚酰胺和介质（自来水、电离水、去离子水）一起混合制备总溶液。

溶液中聚酰胺的质量分数通常为10%至30%。

3. 聚合反应蚕豆酸盐通常作为聚合剂。

将总溶液注入制备槽，通过注入85%至90%的草酸，降低pH值至5.5-6.0，使聚合剂与聚酰胺发生反应。

由于聚合剂极易结晶析出，因此需要加热反应槽，并搅拌，来避免聚合剂沉积在底部。

4. 纤维拉伸通过拉伸或者纺丝技术将聚酰胺溶液变成纤维，使其具有一定的强度和稳定性。

拉伸过程中，需要控制温度和湿度，以防止纤维无法形成或者断裂。

5. 成品处理将纤维经过清洗、干燥等处理后，最终得到聚酰胺纤维。

成品需要经过检测，以验证其质量符合要求。

二、聚酰胺纤维的应用研究聚酰胺纤维具有许多优异性能，比如高强度、高模量、高温稳定性等，因此在许多领域都被广泛应用。

1. 医疗卫生领域聚酰胺纤维有出色的生物相容性和稳定性，因此可用于医疗器械制造。

例如，在人造骨髓移植中，聚酰胺纤维用于搭建支架，可以促进骨骼再生。

凝血纤维也是一种广泛应用聚酰胺纤维的医疗用品。

凝血纤维在医疗领域有很多用途，如止血、促进组织生长等。

聚酰胺纤维的高度生物相容性可以避免异物反应，减少凝血纤维对人体的刺激。

2. 工业领域聚酰胺纤维可以制成高强度的工业用途纤维。

例如，航空航天、汽车工业、电子工业等领域都广泛使用聚酰胺纤维材料。

第14卷　第2期强激光与粒子束V o l.14,N o.2 2002年3月H IGH POW ER LA SER AND PA R T I CL E B EAM S M ar.,2002　文章编号:　100124322(2002)022*******聚酰胺酸合成工艺研究Ξ张占文1,　王朝阳1,　钟发春2,　李　波1,　余　斌1,　魏　胜1,　黄　勇1(1.中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900;　2.中国工程物理研究院化工材料研究所,四川绵阳621900) 摘　要:　采用超声波在线测量溶液粘度的方法,研究了合成聚酰胺酸过程中实验条件的影响,并对实验结果进行分析,由此确定了合成高分子量聚酰胺酸的最佳实验条件。

研究表明:在加料次序为先加二胺后加二酐(二酐与二胺的摩尔比为1.01～1.02:1)、试剂中含水量尽可能少,反应温度0～5℃、反应时间以溶液粘度到达最大值为止的条件下,所合成的聚酰胺酸溶液粘度最大,可满足惯性约束聚变(I CF)充气腔靶端口膜的需要。

关键词:　柱腔充气靶;　聚酰亚胺;　聚酰胺酸 中图分类号:　TL639 文献标识码:　A 在惯性约束聚变(I CF)研究中,制备好的实验用靶具有非常重要的意义[1～3]。

柱腔充气靶已被列为美国国家点火装置上的基本靶型[4],它的研制对于开展激光等离子体耦合、X光的产生和内爆物理等方面的研究具有重要意义。

为了满足柱腔充气靶动态充气的需要,在柱腔端口应有阻气薄膜。

该薄膜具有一定的阻气能力,并且应尽量减少激光能量的损失。

聚酰亚胺薄膜抗张强度大,当薄膜转变成等离子体时,对腔内产生的影响较少,因此它是最理想的端口膜。

理论上预计聚酰亚胺薄膜膜厚在0.3Λm时,可以满足制靶的需要。

随着薄膜厚度增加,产生的不利影响也增大,因此,必须制备亚微米厚的超薄聚酰亚胺薄膜。

聚酰亚胺薄膜现已大量生产,制备技术已日趋成熟,但商用薄膜与实验所需相差很大。

商用薄膜通常较厚,一般都在10～100Λm左右。

聚酰胺酸paa合成方法嘿，咱今儿就来讲讲聚酰胺酸 PAA 的合成方法！这可是个很有意思的事儿呢！你想想啊，要合成聚酰胺酸 PAA，就好像搭积木一样，得一步一步来，还得搭得稳稳当当的。

一般来说呢，有几种常见的办法。

比如说有一种是通过二酐和二胺反应来合成。

这就好比是两个小伙伴，手牵手一起创造出聚酰胺酸 PAA 这个“小城堡”。

二酐和二胺在一定的条件下相遇，然后就发生奇妙的反应啦！这个条件可得把握好，温度啦、溶剂啦，都得恰到好处，不然这“城堡”可就搭不起来咯！还有一种方法呢，是利用酰氯和胺反应。

这就像是一场特别的“舞会”，酰氯和胺在舞池中翩翩起舞，然后就产生了聚酰胺酸 PAA 这个美丽的“舞蹈成果”。

但是呢，这场“舞会”也得精心组织，不能乱了套呀，要不然“舞蹈成果”可就不完美啦！在合成的过程中，可不能马虎大意呀！就好像做饭一样，盐放多了或者火候不对，那味道可就差远了。

咱得仔细盯着，每个步骤都不能出岔子。

这可不是闹着玩的，要是不认真，最后合成出来的聚酰胺酸PAA 质量不行，那不就白忙活啦？而且啊，不同的合成方法还有不同的特点呢！有的可能反应速度快，有的可能产物纯度高。

这就跟人一样，每个人都有自己的优点和缺点。

咱得根据实际需要，选择最合适的合成方法，就像找对象一样，得找个最合适自己的呀！你说这聚酰胺酸 PAA 的合成是不是很神奇？咱通过一些化学物质的反应，就能创造出这么个有用的东西来。

这就像魔术师一样，能变出各种奇妙的东西来。

总之呢，聚酰胺酸 PAA 的合成可不是一件简单的事儿，但也不是难到不行的事儿。

只要咱认真对待，好好研究，肯定能掌握好这些合成方法。

到时候，咱就能随心所欲地合成出高质量的聚酰胺酸PAA 啦！你说是不是这个理儿？咱可不能小瞧了这小小的聚酰胺酸 PAA 呀，它在很多领域都有着重要的作用呢！所以，咱可得好好钻研钻研，让它为我们的生活和科技发展贡献更大的力量呀！。

二酐和二胺生成聚酰胺酸的反应温度二酐和二胺是生成聚酰胺酸的重要原料。

聚酰胺酸是一种重要的高分子化合物，具有优秀的力学性能、热稳定性和化学稳定性，广泛应用于纺织、合成纤维、涂料、电子材料等领域。

在工业上，聚酰胺酸多通过二酐和二胺的缩合反应来制备。

一般来说，二酐和二胺的反应温度取决于具体的二酐和二胺的种类以及反应条件。

不同的二酐和二胺有不同的活化能，因此反应温度的选择会对反应速率和产物的结构有很大的影响。

对于一些常见的二酐和二胺，一般的反应温度范围在150-250摄氏度之间。

例如，甲酸二酐和芳香二胺（如苯二胺）的缩合反应，常在220-250摄氏度的温度下进行。

这是因为甲酸二酐和芳香二胺之间的缩合反应需要克服较高的活化能，较高的反应温度可以提供足够的活化能来促进反应进行。

二酐和二胺的反应温度的选择还受到其他因素的影响，如催化剂的存在和反应体系的溶剂选择等。

一些催化剂，如酸催化剂或碱催化剂，可以降低反应温度，加快反应速率。

此外，选择合适的溶剂可以改变反应的速率和产物的结构，从而影响反应温度的选择。

在实际应用中，为了增加反应速率和提高产物的质量，可能需要在反应体系中加入其他辅助剂，如促进剂、增溶剂等。

这些辅助剂可以改变反应中的物质传递过程和反应动力学，从而进一步影响反应温度的选择。

总的来说，二酐和二胺生成聚酰胺酸的反应温度的选择是一个复杂的问题，受到多种因素的影响。

在实际操作中，需要考虑到反应的速率、产物的结构、催化剂的选择、溶剂的选择等多个因素，来确定最适合的反应温度。

近年来，随着对绿色化学和可持续发展的要求不断增加，寻找低温度、无催化剂和环境友好的反应条件也成为了研究热点之一。

在未来的研究中，我们可以进一步探索各种二酐和二胺的缩合反应条件下的最适反应温度，并探索新的催化剂和溶剂的应用，以进一步提高聚酰胺酸的合成效率和产物的质量。