新型系列化不對稱芳香二胺及其可溶性聚酰亞胺的設(shè)計，合成與性能研究.pdf

1、芳香聚酰亞胺具有優(yōu)異的熱和化學(xué)穩(wěn)定性、機械性能和電學(xué)性能。因此，被廣泛應(yīng)用于諸如電子、封裝材料、復(fù)合材料和膜材料等領(lǐng)域。為了滿足應(yīng)用的需求，旨在改善聚酰亞胺材料加工性能所進行的可溶性聚酰亞胺的開發(fā)和研究已成為目前聚酰亞胺功能化研究中最引人注目的熱點之一。
　　 本論文簡述了聚酰亞胺的發(fā)展過程，并在分子水平上探討了可溶性聚酰亞胺分子所具有的結(jié)構(gòu)特點以及各種改性方法對聚酰亞胺溶解性的貢獻，結(jié)合各種有利的因素，設(shè)計合成了一系列不對稱芳

2、香二胺，通過元素分析、紅外光譜、核磁共振和質(zhì)譜等現(xiàn)代分析表征手段對單體結(jié)構(gòu)進行了分析和鑒定。基于新單體與四種芳香二酐-3，3'，4，4'-二苯醚四羧酸二酐(ODPA)，3，3'，4，4'-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)，4，4'-(六氟異丙基)雙鄰苯二甲酸酐(6FDA)和均苯四酸二酐(PMDA)的聚合反應(yīng)，制備了四個系列可溶性聚酰亞胺，利用元素分析、紅外光譜等表征手段對所得聚酰亞胺的結(jié)構(gòu)進行了全面的表征確認，并利用紫外及可見光譜、TGA

3、、DSC、廣角X射線衍射、溶解性能、機械性能和介電性能等測試對相應(yīng)聚酰亞胺樹脂或薄膜的各種性能進行了全面討論。本論文的主要研究工作如下：
　　 1.以2-氯-5-硝基吡啶為起始原料，經(jīng)兩步反應(yīng)成功制備了含氟不對稱二胺單體5-氨基-2-(4-氨基苯氧基)-吡啶(AAP)，并與一系列芳香二酐，通過“二步法”制備了一系列新型可溶性聚酰亞胺。這些聚酰亞胺在極性有機溶劑中都有比較好的溶解性能，同時具有優(yōu)異的熱性能和機械性能；從溶解性的測試

4、結(jié)果可以得知，所合成的聚酰亞胺在普通溶劑中具有優(yōu)異的溶解性能。
　　 2.以對硝基苯甲酰氯為原料，成功合成了兩種新的芳香二胺單體：4-氨基-4'(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)-苯甲酮，并與一系列芳香二酐通過“二步法”聚合制備了兩個系列新型可溶性聚酰亞胺。由二胺p-AAFP制備的系列聚酰亞胺薄膜具有優(yōu)異的熱性能，機械性能和較低的吸水率。
　　 3.以間硝基苯甲酰氯為起始原料，經(jīng)三步反應(yīng)成功合成了兩種新型含三氟甲基不對稱二

5、胺單體3-氨基-4'(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)-苯甲酮和3-氨基-4'(4-氨基苯氧基)-苯甲酮，與一系列芳香二酐通過“二步法”聚合制備了一個系列新型含氟聚酰亞胺。這個系列的聚酰亞胺有較高的分子量、優(yōu)異的溶解性能和熱性能以及較低的介電性能。其熱分解溫度達到550℃，表明得到的該類聚酰亞胺具有很高的熱穩(wěn)定性。含三氟甲基的聚酰亞胺較不含三氟甲基的聚酰亞胺具有更好的溶解性和更低的吸水率。該類聚酰亞胺不但在非質(zhì)子極性溶劑中，如DMF，DM

6、Ac及NMP中表現(xiàn)出優(yōu)異的溶解性能，而且在低沸點的普通溶劑中也具有比較好的溶解性能。
　　 4.以3，3'-二羥基苯醚為起始原料，經(jīng)兩步反應(yīng)成功制備了含氟不對稱二胺單體3，3'-(4-氨基-2-三氟甲基苯)二苯醚，并與一系列芳香二酐，通過“二步法”制備了一系列新型可溶性聚酰亞胺。這些聚酰亞胺在極性有機溶劑中都有比較好的溶解性能，同時具有優(yōu)異的熱性能和機械性能，從溶解性的測試結(jié)果可以得知，所合成的聚酰亞胺在普通溶劑中具有優(yōu)異的溶解