可溶性无色透明FFDA-PMDA-ODA共聚聚酰亚胺的合成与性能

2021,33(2)MODERN PLASTICSPROCESSING AND APPLICATIONS共聚型含氟聚酰亚胺薄膜的制备与性能马文秀徐勇$叶志凤朱征（南京理工大学化工学院，江苏南京，210094）摘要：采用4,4--六氟异丙基邻苯二甲酸肝（6FDA）、均苯四甲酸二肝（PMDA）、3,3-,4,4-联苯二肝（s-BPDA）、2,2-双（三氟甲基）-4,4--二氨基联苯（TFMB）、对苯二胺（"-PDA）、联苯胺（HMB）和4,4-二氨基2,2-二甲基1,1-联苯（”TOL）共聚制备了聚酰胺酸（PAA）溶液，经流延涂膜、去溶剂、亚胺化等步骤得到了一系列聚酰亚胺（PI）薄膜。

利用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、电子万能试验机、紫外可见光度计、差示扫描量热仪（DSC）等手段对其结构和性能进行了分析&结果表明:以s-BPDA制得的PI薄膜的拉伸强度高达115.70MPa,断裂伸长率为8.30］，最大光透过率为91.35］，玻璃化转变温度为318.06°C,在保持优异光透过性的同时拥有较好的力学性能和热性能&关键词：无色含氟聚酰亚胺共聚力学性能热性能DOI：10.19690/j.issn!004-3055.20200201A a * a * a * a * a * a * a * a * a * a * a * a * a * a * a * a * a * a * a * a * a * a * a * a * a *Preparation and Properties of Copolymerized Fuorinated Polyimide FilmMa Wenxiu Xu Yong Ye Zhifeng Zhu Zheng：(School of Chemical Engineering,Nanjing University of Science and Technology,...VNanjing,Jiangsu,210094)Abstract:4,4--(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride(6FDA),1,2,4,5 Benzenetetracarboxylic anhydride(PMDA),3,3-,4,4--Biphenyltetracarboxylic dianhydride: (s-BPDA),2,2--Bis(trifluoromethyl)benzidine(TFMB),"-Phenylenediamin("-PDA), Benzidine(HMB)and2,2--Dimethyl-4,4--biphenyldiamine(m-TOL)were selected to synthesize polyamide acid(PAA)by copolymerization,and a series of polyimide(PI)films were obtained by casting film,desolvent and imidization.The structures and properties of PI filmswere analyzed by FTIR ,electronic universal testing machine ,UV-vis spectrum analysis,DSC:v and so on.The results indicat that the PI film made by s—BPDA has tensile strength as high as115.70MPa and its elongation at break is8.30%.Besides,its maximum light transmittance isv 91.35%,while the glass transition temperature is318.06°C.This shows that the PI film has good mechanical properties and heat resistance with maintaining excellent optical transmittance..v Key words:colorless%fluorinated polyimide%copolymerization%mechanical properties%Jv heat resistance无色透明聚酰亚胺（CPI）薄膜除具备普通聚酰亚胺（PI）薄膜高强度、耐高温、低介电常数等性能以外,还具有优异的无色透明性,被应用于柔性微电子器件、光学器件中「门。

聚酰亚胺分类聚酰亚胺是一类重要的高性能聚合物材料，具有良好的热稳定性、机械性能和化学稳定性，在各个领域有着广泛的应用。

本文将从聚酰亚胺的合成方法、性质及应用等方面进行分类介绍。

一、聚酰亚胺的合成方法1. 酰亚胺化合物的聚合法：通过酰亚胺化合物的聚合反应制备聚酰亚胺。

该方法的优点是合成工艺简单，适用于大规模生产。

常见的酰亚胺化合物有苯酰亚胺、四氯苯酰亚胺等。

2. 聚酰胺酰亚胺化法：通过聚酰胺和酰亚胺化合物的反应合成聚酰亚胺。

该方法的优点是可以通过调整聚酰胺和酰亚胺化合物的配比来控制聚酰亚胺的性能。

3. 高温缩聚法：通过高温下将酰亚胺化合物进行缩聚反应制备聚酰亚胺。

该方法的优点是反应时间短，适用于制备高分子量的聚酰亚胺。

二、聚酰亚胺的性质1. 热稳定性：聚酰亚胺具有良好的热稳定性，可在高温下长时间使用。

其热分解温度通常在300℃以上，有些甚至可以达到500℃以上。

2. 机械性能：聚酰亚胺具有出色的机械性能，具有较高的强度和刚度。

其拉伸强度可达到100MPa以上，弹性模量可达到3-4GPa。

3. 化学稳定性：聚酰亚胺对酸、碱、溶剂等具有较好的化学稳定性。

在一定条件下，可以在酸性、碱性或有机溶剂中长时间使用而不发生明显的变化。

三、聚酰亚胺的应用1. 化工领域：聚酰亚胺具有良好的耐酸碱性和抗腐蚀性，可用于制造化工设备、管道、阀门等，承受酸碱介质的腐蚀。

2. 电子领域：聚酰亚胺具有良好的电绝缘性能和高温稳定性，可用于制造印刷电路板、绝缘材料、电子元件封装等。

3. 航空航天领域：聚酰亚胺具有较低的烟气生成量和毒性，被广泛应用于航空航天领域的烟雾抑制剂、阻燃剂和热隔热材料等。

4. 材料领域：聚酰亚胺具有良好的耐热性和机械性能，可用于制造高温结构材料、复合材料和纤维增强材料等。

聚酰亚胺是一类具有优异性能的高性能聚合物材料，其合成方法多样，性质稳定且应用广泛。

随着科技的不断进步，聚酰亚胺在各个领域的应用也将不断拓展和深入研究。

可溶性BAPP-MDA-ODPA共聚聚酰亚胺的合成与性能颜善银1,陈川1,黄明富1,赵莎莎1,徐祖顺1,2,易昌凤1,2【摘要】摘要: 用 2,2-双 [4-(4-氨基苯氧基 )苯基 ]丙烷 (BAPP)和4,4′-二氨基二苯甲烷(MDA)作为二胺,3,3′,4,4′-二苯醚四羧酸二酐(ODPA)作为二酐,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,通过常规的两步法,分别经热亚胺化和化学亚胺化过程合成了可溶性共聚聚酰亚胺。

用FT-IR对聚合物的结构进行了表征,FT-IR测试结果表明在 1 780 cm-1、1 720 cm-1和 725 cm-1左右出现了聚酰亚胺的特征吸收峰。

采用溶解性测试、DSC、TGA、拉伸测试和吸水率测试对产物的性能进行了测试。

共聚聚酰亚胺在常见有机溶剂中可溶,并且有很好的热稳定性,在氮气氛中,起始降解温度超过500℃,800℃质量保持率为58.2%。

共聚聚酰亚胺膜的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率分别为103.5MPa,2.36 GPa和 11.7%。

同时共聚聚酰亚胺膜还有很低的吸水率,为 0.87%。

【期刊名称】合成技术及应用【年(卷),期】2010(025)002【总页数】5【关键词】关键词:共聚聚酰亚胺;合成;溶解性聚酰亚胺(PI)是一类分子主链上含有酰亚胺环的高分子材料,具有耐高温、耐低温、抗辐射、介电常数低、化学稳定性好、绝缘性好、机械性能优异、尺寸和氧化稳定性好等优异性能,是有机高分子材料中综合性能最好的材料之一,在航空航天设备中的耐热材料、电子信息产业中的电子封装材料、高科技产业中的胶粘剂、纤维、工程塑料和光刻胶等方面有广泛的应用[1～3]。

但是大多数刚性棒状分子链的全芳PI不溶于普通的有机溶剂,而且直至其分解温度也不熔,这给PI的加工带来困难,因此限制了它的广泛使用[4]。

因此,在保持PI固有的耐热性能及其它优良特性的同时,降低PI材料的刚性并增加其在有机溶剂中的溶解能力,已成为高性能 PI功能材料研制开发的热点课题之一[5]。

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反应物质8% 10% 12%反应物质PAA固体含量PMDA（g） 2.225 2.631 3.16ODA(g) 2.003 2.370 3.84NMP(ml) 50 50 50PAA-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。

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。

砜基取代高折射率高透明性聚酰亚胺的合成与性能*刘金刚1,张秀敏2,李卓1,杨海霞1,杨士勇1(1.中国科学院化学研究所高技术材料实验室,北京100080;2.北京交通大学电气工程学院,北京100044)摘要:首先合成了同时含有砜基与硫醚键的二胺单体,4,4c-双(4-胺基苯硫基)二苯砜(BADPS)。

采用BADPS分别与4种二酐单体,3,3c,4,4c-联苯四羧酸二酐(BPDA)、3,3c,4,4c-二苯醚四羧酸二酐(ODPA)、4,4c-双(3,4-二羧基苯硫基)二苯硫醚二酐(3SDEA)以及1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(CBDA)通过两步聚合工艺制备了一系列聚酰亚胺(PI)。

制备的PI薄膜具有优良的综合性能,包括良好的热稳定性、可见光波长范围内优良的透明性以及高折射率与低双折射。

10m m厚的PI薄膜在450nm处的透光率超过80%。

全芳香族PI(PI-1~PI-3)的折射率> 1.70,双折射< 0.02。

关键词:CMOS图像传感器;聚酰亚胺;高折射率;高透明性中图分类号:TQ323.7文献标识码:A 文章编号:1001-9731(2008)03-0460-051引言CM OS图像传感器(CMOS image sensor,CIS)是近年来发展起来的一种新型图像传感技术。

由于其可与现有的集成电路装配用CMOS工艺相匹配,因此与目前广泛使用的图像传感器)))电荷耦合器件(CCD)相比具有设计周期短、集成度高、抗干扰能力强、成本低、重量轻、体积小、功耗低等优点[1]。

这些优良特性使其在数字家电、医疗诊断、视频监控、指纹识别等民用领域以及在诸如遥感成像、太阳敏感器、星敏感器等空间领域均具有广泛的应用前景[2~4]。

虽然CIS技术得到了广泛的关注,但与CCD相比仍然存在电离环境下暗电流偏大、分辨率有待提高等问题。

尤其是在分辨率方面的不足极大地限制了CIS在高技术领域内的应用。

目前提高CIS分辨率最为有效的途径之一是在CIS器件内部使用额外的微透镜(micr olens),利用微透镜的高折射率将光信号更有效地集中在光检测器(photodetector)上,从而增大整体器件的分辨率[5]。