3,3'-(间苯)二醚二酐单体及其聚酰亚胺的合成与表征

以3-氯代邻苯二甲酸酐和间苯二酚为初始原料,研究了反应时间、反应温度对合成3,3'-(间苯)二醚二酐(3,3'-Rs DPA)单体的影响.以邻苯二甲酸酐(PA)为封端剂,将合成的3,3'-Rs DPA与1,4-双(4-氨基苯氧基)苯(TPEQ)、1,3-二氨基苯(MPD)、4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)和1,4-二氨基苯(PDA)发生缩聚反应,经化学亚胺化制备了一系列聚酰亚胺(PI)模塑粉,并对聚酰亚胺的热性能、力学性能进行了表征.结果表明:合成的聚酰亚胺具有良好的热稳定性,其质量损失5%的热分解温度在空气中为525~531℃,在氮气中为526~538℃;玻璃化转变温度(Tg)随着二胺单体刚性的增加从218℃升高到261℃.当二胺单体为PDA时,PI(3,3'-Rs DPA-PDA)具有明显的熔融结晶行为,其熔融温度(Tm)为327℃.良好的耐热性及优异的可加工性能使该聚酰亚胺材料有望用于3D打印技术中.     

含异构混合二胺单体聚酰亚胺的制备及热性能研究

以异构混合物二胺单体二乙基甲苯二胺(DETDA)为二胺原料,采用熔融缩聚法,将DETDA、4,4'-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)以不同的配比进行三元共聚,高温热亚胺化后得到5种DETDA/ODPA/BTDA模塑粉,其中3种模塑粉可溶解在N,N-二甲基甲酰胺(D M F),...     

膨胀蛭石阻燃增效聚酰亚胺泡沫的制备与性能

以3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)和4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)作为单体,采用聚酯铵盐技术路线制备了热塑性聚酰亚胺(PI)泡沫,通过扫描电镜(SEM)、电子万能试验机、极限氧指数仪、热重分析仪(TGA)等研究了膨胀蛭石含量对PI泡沫的结构、阻燃性能及力学性能的影响。结果表明:随着膨胀蛭石填充含量从0%增加至8%,其LOI值由32. 25%提高至40. 03%,但随着膨胀蛭石含量的进一步增加,LOI值下降至36. 88%;对密度为0. 01 g/cm~3的PI泡沫而言,其压缩强度从0. 012 MPa提高至0. 020 MPa,但热稳定性有所下降,其5%失重温度由500℃下降至453℃。膨胀蛭石可有效提高泡沫的阻燃性能和压缩强度,添加8%的膨胀蛭石对聚酰亚胺泡沫的增强效果最佳。     

含氟二胺合成及其聚酰亚胺薄膜性能研究

为改善聚酰亚胺薄膜的透明性和溶解性,通过Williamson醚化反应较高产率地合成出高纯度的2,2-双[4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]丙烷,该含氟二胺与3,3’,4,4’-联苯四酸二酐(BPDA)在溶剂中缩聚得到聚酰胺酸,热亚胺化得到玻璃化转变温度Tg为350.2℃、在氮气中10%热失重温度为539.8℃、紫外截止波长为390 nm的含氟透明聚酰亚胺,并合成了联苯二酐/二苯醚二胺薄膜BPDA-ODA,通过对两种薄膜热稳定性、透光率、溶解性能的比较发现,在聚酰亚胺分子结构中引入氟原子,在不改变其热稳定性的前提下,可明显改善聚酰亚胺的透明性和溶解性。     

共缩聚聚酰胺酸和聚酰亚胺的合成与表征

以4,4′-二氨基二苯甲烷(MDA)为二胺单体,均苯四甲酸酐(PMDA)和3,3′,4,4′-二苯酮四羧酸二酐(BTDA)为二酐单体,低温溶液聚合生成一种共缩聚聚酰胺酸(PAA).然后亚胺化脱水环化生成共缩聚聚酰亚胺.通过特性粘度([η])、红外光谱(FT—IR)、热重分析(TG)和X衍射分析(XRD)等对聚合物进行了一系列的结构表征和性能测试.FT-IR表明,在1777 cm~(-1)和1723 cm~(-1)处观察到聚酰亚胺特征峰;TG表明.PI的10%热失重温度为568℃;XRD表明,PI的结晶度较低且分子链间距d为0.5069 nm.     

一种新型聚酰亚胺的非等温热分解动力学

通过热重法、差示量热扫描法以及红外光谱法研究了由3,3',4,4'-benzophenone tetracarboxylicdianhydride(二苯酮四酸二酐,简称BTDA)和4,4'-(1,3-phenylenedioxy)-dianiline(CAS:2479-461)所形成的一种新型聚酰亚胺的非等温热分解过程,测得其失重5%温度为492℃,失重10%温度为530℃.用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法和Ozawa法求取活化能Ea,用热分析动力学三因子求算的比较法判断出可能的机理函数.新型聚酰亚胺热分解的活化能为160.30kJ/mol,指前因子lnA为17.67.推断出可能的热反应机理函数为F2,其微分式和积分式分别为(1-α)2和(1-α)-1-1.     

含甲苯氧侧基芳香聚酰亚胺三元共聚物合成与性能

以均苯四甲酸二酐(均酐),3,3',4,4'-二苯酮四羧酸二酐(酮酐)和芳香二胺单体3,5-二氨基-4'-甲基-二苯基醚为初始原料,通过改变均酐与酮酐物质的量的比例,通过低温缩聚和热亚胺化合成一系列高分子量的聚酰亚胺,并用红外光谱、XRD图谱、元素分析等手段表征其结构,该系列聚合物在强极性溶剂中具有较好的溶解性,而且在较宽的光谱范围内具有良好的透明性,力学性能测试表明这些聚酰亚胺薄膜具有较好的力学性能,而且拉伸强度、弹性模量随着均酐组分含量的增加而明显提高。     

基于ODA-BTDA-BPADA聚醚酰亚胺的合成与表征

用4,4′-二氨基二苯醚(ODA)作为二胺,3,3′,4,4 ′-二苯酮四甲酸二酐(BTDA)及2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)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,合成聚醚酰亚胺.用FT-IR、TGA、溶解性测试和拉伸测试对聚合物的结构和性能进行表征.结果表明,在1780 cm-1、1720 cm-1和744 cm-1左右出现了聚酰亚胺的特征吸收峰.所得聚酰亚胺有很好的热稳定性,在氮气氛中,起始降解温度506.6～519.6℃,10％失重温度(T10)为534.4～542.3℃、800℃质量保持率为52.7％～61.7％.所得聚酰亚胺膜的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率、吸水率分别为128.2～281.3 MPa、1.82～4.45 GPa、100.0％～11.9％、0.52％～0.70％.     

咪唑型含磷聚酰亚胺的制备与性能研究

以双(4-氨基苯基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-磷酰基乙烷(ADOPPE)和2-(3-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑(i-DAPBI)为二胺原料,按一定物质的量比与4,4′-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6-FDA)、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)等3种不同二酐缩聚,成功得到几个不同系列的咪唑型含磷聚酰胺酸(PAAs),然后经热亚胺化制得对应的咪唑型含磷聚酰亚胺。通过FTIR对咪唑型含磷聚酰亚胺进行了结构表征;采用DSC、TGA和UV-Vis,溶解性测试、力学性能测试等分析数据比较了其综合性能。结果表明,合成的咪唑型含磷聚酰亚胺薄膜基本都具有优异的热性能、较高的透光性以及较好的力学性能。PI-a系列能很好地溶解在有机溶剂中。     

基于三蝶烯结构新型聚酰亚胺的设计与合成

合成具有独特结构的三蝶烯-2,3,6,7-四甲酸二酐,利用低温溶液缩聚-化学酰亚胺化法,分别与4,4'-二氨基二苯甲烷(DMA)、4,4’-二氨基二苯醚(ODA)合成两种结构新颖的聚酰亚胺.利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热失重分析(TGA)与示差扫描量热法(DSC)等手段对聚酰亚胺进行表征,研究其溶解性能、特性...     

含偶氮分散红DR-19的PUI合成及热光性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和分散红-19(DR-19)合成含染料发色团的聚氨酯,进一步和二酐单体3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐(BPDA)缩合生成具有光学性能的聚氨酯-酰亚胺(PUI);采用红外光谱(FT-IR)、热失重分析(TGA)等手段对合成的PUI进行了表征.热失重分析结果显示,其在5%的热失重温度为297℃,表明具有非常好的热稳定性;用阿贝折射仪测定该材料的折射率(n)和热光系数(dn/dT)计算了聚合物的介电常数(ε)、介电热光系数(dε/dT)、体积热膨胀系数β和(dβ/dT)值.制得的聚合物材料的热光系数(dn/dT)值为-3.577 1×10-4K-1～-4.582 9×10-4K-1,体积热膨胀系数变化率(dβ/dT)为0.7110×10-7K-1～1.190×10-7K-1,表明该聚合物在低驱动功率的新型数字热光开关、光通信器件等领域具有潜在的应用前景.     

聚酰亚胺/纳米金复合材料的制备及其性能研究

以2,2'-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)、4,4'-联苯醚二酐(ODPA)和二氨基二苯醚(ODA)三者合成的共聚聚酰亚胺作为稳定剂,氯金酸为纳米金的前驱体,通过直接还原法制备综合性能优异的复合纳米材料.然后对复合材料结构、热性能、机械性能、光学性能进行表征.金纳米粒子在共聚聚酰亚胺基体中分散均匀.在金纳米粒子的负载量达到0.45%之前,复合膜的热稳定性和机械强度均随着纳米金负载量的增加升高,这是因为无机纳米粒子的引入提高复合薄膜的结晶度造成的.当纳米金的负载量超过0.45%时,由于金纳米粒子的团聚是的复合薄膜的热稳定性和机械性能下降.复合膜在可见光区的紫外透过率达到80%左右.     

BPDA/PDA系列聚酰亚胺的共聚改性研究

以联苯四甲酸二酐(BPDA)、二苯醚四羧酸二酐(ODPA)和对苯二胺(PDA)为单体,通过低温共聚反应合成了系列超高分子量的BPDA-ODPA共聚酰胺酸,其特性粘度均在6.0 dL/g左右.动态机械性能测试表明由此系列高分子量共聚酰胺酸亚胺化形成的共聚酰亚胺薄膜的Tg由330℃(BP-PI)降至273.9℃(PI-6/4).实验结果还表明PI-6/4的拉伸强度高达523 MPa,与BP-PI工业化产品相当,且溶解性得到改善.     

CPI/PI气凝胶复合材料的制备及光催化性能

为了提高聚酰亚胺(PI)气凝胶的光催化活性,采用两步复合的方法制备CPI/PI气凝胶复合材料.首先以3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐和4,4'-二氨基二苯醚为前驱体,采用乙醇超临界干燥技术得到PI气凝胶,并将PI气凝胶在600℃煅烧成含氮的碳化PI气凝胶(CPI);然后将CPI气凝胶与PI气凝胶前驱体复合并经超临界干...     

四甲基二甲酰型芳环化合物的合成

双酮酐型聚酰亚胺(PI)具有优异的耐热性能及力学性能,制备此类型聚酰亚胺的重要单体之一是多烷基化合物.通过低温Friedel-Crafts酰基化反应制备1,4-二(3',4'-二甲基苯甲酰基)苯、1,3-二(3',4'-二甲基苯甲酰基)苯、4,4'-二(3',4'-二甲基苯甲酰基)二苯醚、4,4'-二(3',4'-二甲基苯甲酰基)联苯4种四甲基二甲酰型芳环化合物,并且分别对4种化合物的结构进行了红外和核磁分析.结果表明:所得4种化合物与目标产物一致,有望拓展双酮型二酐的种类,进而合成性能更佳的新型双酮酐型聚酰亚胺.     

新型聚酰亚胺气体分离膜的制备研究

能源短缺和温室效应是当今人类面临的难题,通过对气体分离膜技术的研究能够很好的解决此类问题.以4,4'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯甲烷和3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐作为合成聚酰亚胺膜的单体,在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中缩聚最终得到新聚酰亚胺膜.通过差压气体渗透计测量所制备膜的气体渗透性并计算渗透系数,得...     

3,4'-ODA-ODA-PMDA聚合物的性能

为了考察分子结构对聚酰亚胺性能的影响,在4,4’-二氨基二苯醚-均苯四甲酸二酐(ODA-PMDA)型聚酰亚胺中引入具有不对称结构的单体3,4'-二氨基二苯醚(3,4'-ODA),制备共聚改性均苯型聚酰胺酸,经热亚胺化得到所需聚酰亚胺.分别用全反射红外光谱仪(FT-IR)、静态热机械分析仪(TMA)、同步热分析仪(TGA)和万能试验机对聚合物性能进行表征.结果表明:随着聚合物中不对称结构单体3,4’- ODA的引入,在保持聚合物优良的耐热性能的同时,溶解性能得到明显改善,玻璃化温度降至314℃,拉伸强度和拉伸模量分别降至91.33和1536 MPa,加工性能有所提高.     

纳米Al203/PI三层复合薄膜的制备与表征

以3,3′,4,4′-二苯酮四甲酸二酐(BTDA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为缩聚单体,利用高压静电纺丝技术制备出纳米Al_2O_3/PAA(聚酰胺酸)复合薄膜.以均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为原料制备出聚酰胺酸铺膜胶液,在电纺膜的两侧进行流延成膜,并热亚胺化处理.对复合薄膜进行化学组成、微观形貌、耐电晕性能、力学性能和热学性能测试分析.结果表明:复合薄膜的亚胺化较完全,纳米Al_2O_3均匀地分散在聚酰亚胺基体中,在纳米氧化铝掺杂量为6%时综合性能最佳,耐电晕老化时间为12.3 h,是未掺杂纳米氧化铝三层复合薄膜的3倍以上,拉伸强度达到最大值(174 MPa),同时断裂伸长率达到21%.纳米Al_2O_3的加入使得复合薄膜的热稳定性有所提高,起始热分解温度从578.7℃提高到591.3℃.     

四元共聚热塑性聚酰亚胺的合成与表征

为了提高聚酰亚胺的热塑性,制备兼具优异热塑性与耐热性的聚酰亚胺材料,以均苯四甲酸二酐(PMDA)与3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐(s-BPDA)为二酐、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)与2,2′-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)为二胺,通过两步法成功制备了一系列四元共聚热塑性聚酰亚胺,并研究了刚性联苯基团与柔性单体、侧甲基的协同作用对聚酰亚胺材料性能的影响。利用FTIR、XRD、DMA和TGA等测试手段对材料的分子结构、热塑性和耐热性等进行了表征。结果表明:该系列四元共聚聚酰亚胺具有良好的热塑性与耐热性,其中当二酐与二胺的摩尔分数比(PMDA∶s-BPDA∶ODA∶BAPP)为70∶30∶70∶30时,该材料表现出优异的热塑性和耐热性,同时在非质子极性溶剂中表现出较好的溶解性,极大地提高了聚酰亚胺在溶剂或熔融状态下的加工性能。     

TDPA双酮酐型聚酰亚胺合成及性能

以4,4'-对苯二甲酰二邻苯二甲酸酐(TDPA)和间苯二胺(MPD)为单体,以邻苯二甲酸酐(PA)为封端剂,采用2步法经低温溶液缩聚合成了系列结构新颖的双酮酐型聚酰亚胺(TDPA-PI).采用FT-IR、WAXD、DSC和TGA测试对聚合物的结构与性能进行了表征.考查了封端剂用量及亚胺化方法对酮酐型聚酰亚胺性能的影响.FT-IR表明,2种方法均能使TDPA-PAA亚胺化.DSC和TGA分析表明封端剂可在一定程度上提高PI的热性能,化学亚胺化得到的树脂热性能优于热亚胺化.TDPA-PI属热塑性聚合物,T_g为280.6 ℃(高于Larc-I-TPI的259 ℃),具有较好的耐热性和耐溶剂性能.