特種含氟二胺單體合成及其聚酰亞胺薄膜研究.pdf

1、芳香型聚酰亞胺具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、良好的機(jī)械性能、尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)溶劑性、輻照性能和電性能，因此被廣泛應(yīng)用于航空航天、電子、高端信息產(chǎn)業(yè)、精細(xì)化工和國防技術(shù)等領(lǐng)域。但是由于目前商品化的聚酰亞胺薄膜顏色深、較高的吸水性和在有機(jī)溶劑中有限的溶解性能、難加工等缺點(diǎn)，使其在一些領(lǐng)域中的應(yīng)用受到限制。為了克服這些困難，旨在改善聚酰亞胺薄膜的透明性，降低其吸水率、介電常數(shù)并提高溶解性能的研究工作已成為近年來國內(nèi)外科研人員專注的熱點(diǎn)之一。
　

2、　本文通過在二胺單體中引入含氟基團(tuán)——三氟甲基、六氟丙基，柔性醚氧鍵，不對稱結(jié)構(gòu)，非共平面等結(jié)構(gòu)單元來改善聚酰亞胺的透明性、吸水性、溶解性和介電常數(shù)等性能。首先，以2-氯-5-硝基三氟甲苯和六種具有不同結(jié)構(gòu)的二酚為主要原料，通過親核取代反應(yīng)合成了相應(yīng)的二硝基物，再以Pd/C為催化劑、水合肼為還原劑，將上述二硝基化合物進(jìn)行高效還原得到具有特殊結(jié)構(gòu)的多種含氟二胺單體——1,4-雙（4-氨基-2-三氟甲基苯氧基）苯（1,4-BAPB-2TF）

3、、1,3-雙(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯(1，3-BAPB-2TF)、2，2-雙[4-（4-氨基-2-三氟甲基苯氧基）苯基]丙烷（BAPP-2TF）、2,2-雙[4-（4-氨基-2-三氟甲基苯氧基）苯基]六氟丙烷(BAPFP-2TF)、4,4'-雙(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)聯(lián)苯（4，4'-BAPBP-2TF）、2,2'-雙（4-氨基-2-三氟甲基苯氧基）聯(lián)苯(2，2'-BAPBP-2TF)。并通過紅外、元素分析對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表

4、征，DSC測其熔點(diǎn)和純度表征。為了進(jìn)一步證實(shí)以上三種表征手段可證明合成產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的正確性，本文選擇其中一種單體2,2'-BAPBP-2TF對其進(jìn)行核磁氫譜的測試。
　　其次，以上述合成的特種二胺和均苯四甲酸二酐(PMDA)、3，3',4，4'-聯(lián)苯四酸二酐(BPDA)或4,4-六氟異丙基鄰苯二甲酸酐(6FDA)等二酐在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)非質(zhì)子極性溶劑中進(jìn)行低溫縮合聚合反應(yīng)合成聚酰胺酸(PAA)溶液，再通過熱亞胺化反應(yīng)制備

5、含氟聚酰亞胺薄膜，并對其進(jìn)行紅外表征、熱性能、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、光學(xué)性能、吸水性和溶解性能進(jìn)行測試、分析和討論。紅外圖譜均中顯示聚酰亞胺特有的吸收峰——1785cm-1、1740cm-1附近酰亞胺基團(tuán)中C=O對稱伸縮振動和不對稱伸縮振動的吸收峰;1384cm-1、730cm-1附近亞胺環(huán)中C-N-C的伸縮振動峰和彎曲振動吸收峰，表明合成的薄膜為目標(biāo)產(chǎn)物。TG測試分析表明各薄膜初始熱分解溫度均較高，5％熱失重溫度均高于500℃，900℃仍有

6、高于46％的質(zhì)量殘留，表明薄膜具有良好的化學(xué)熱穩(wěn)定性。DSC測試所有薄膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)在220.2～315.0℃，表明薄膜具有良好的耐熱性。紫外-可見透光率分析所有的薄膜最高透過率均高于80％，表明薄膜具有優(yōu)異的光學(xué)透明性。吸水性能測試各薄膜的吸水率均低于0.35，表明所制備的薄膜具有較低的吸水性。溶解性能測試表明薄膜不僅可溶于強(qiáng)極性溶劑N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，在弱極性溶劑四氫呋喃(T