可溶性聚酰亚胺

可溶性聚酰亚胺

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可溶性聚酰亚胺

聚酰亚胺（PI）是一种具有优异热稳定性、突出力学性能以及良好电学性能的高性能聚合物，广泛应用于航空航天、微电子、复合材料基体和非线性光学材料等领域。但普通的PI由于具有分子链规整性好、刚性大、链间相互作用力强等结构特点而难熔难溶，加工成型困难，应用受到限制。因此，在保持PI优良综合性能的同时，改善其加工性能所进行的可溶性PI研究，已成为目前PI功能化研究的热点之一。 主要介绍近年来制备可溶性PI的研究进展，并在分子水平上探讨可溶性PI的结构特点。常用的制备可溶性PI的方法有：在主链上引入柔性基团、大的侧基、非共平面结构、含氟基团、不对称结构，共聚以及制备超支化PI等 1合成方法 1．1主链引入柔性基团 在PI分子主链上引入醚键、硅氧键、羰基、砜基、亚异丙基和烷基基团等柔性基团可以降低链的内旋转能垒，增加链的柔顺性，减小分子链堆积，进而改善溶解性能，若含柔性团的单体同时含有大量苯环，单体内的大共轭体系未被破坏，则PI的热稳定性不会受到严重影响,其应用前景广阔。 林志文等选用双酚-A二醚二酐(BPADA)和4,4'-二胺基二苯醚(ODA)为单体,间-甲酚为溶剂,用化学亚胺化法合成高分子量可溶性的PI(PI),得到的PI在极性溶剂NMP、DMAc、THF和DMF中有很好的溶解性 胡晓阳利用4-十二烷氧基联苯酚-3,5-二氨基苯甲酸酯、3,3′-二甲基-4,4′-亚甲基二苯胺(DMMDA)按不同比例和4,4-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)通过一步法共聚合成一系列PI,该PI 在N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亚砜(DMSO)以及氯仿(TCM)等溶剂中显示出良好的溶解性,并且显示出优异的垂直取向性能,即使摩擦以后所引起的预倾角也未出现显著的下降。 在PI主链上引入亚甲基和醚键等柔性基团在一定程度上能提高其溶解性，但是随着柔性基团数目的增加，链的柔顺性和分子间排列的规整性增加，使分子间堆积紧密，溶解性反而会下降。所以过度增加主链柔性基团的数目不是提高PI溶解性的好方法。

聚酰亚胺树脂-名词解释

PI是什么？聚酰亚胺树脂(polyimide 简称PI）耐高温耐磨原材料 聚酰亚胺树脂 简称PI）一、外观：透明液体，黄色粉末，棕色颗粒，琥珀色颗粒 聚酰亚胺树脂液体，聚酰亚胺树脂溶液，聚酰亚胺树脂粉末，聚酰亚胺树脂颗粒，聚酰亚胺树脂料粒，聚酰亚胺树脂粒料，热塑性聚酰亚胺树脂溶液，热塑性聚酰亚胺树脂粉末，热固性聚酰亚胺树脂溶液，热固性聚酰亚胺树脂粉末，热塑性聚酰亚胺纯树脂，热固性聚酰亚胺纯树脂二、聚酰亚胺PI成型方法包括：高温固化、压缩模塑、浸渍、喷涂法、压延法、注塑、挤出、压铸、涂覆、流延、层合、发泡、传递模塑、模压成型。 三、聚酰亚胺PI的应用聚酰亚胺是耐热最好的聚合物之一，又具有很高的机械性能和优异的民性以、耐辐射耐磨性等性能，自问世以来获得迅速发展，广泛用于航空航天、电气电子、机车、汽车、精密机械和自动办公机械等领域。典型的应用范围如：①矿山、医药和纺织工业中要求无油润滑的轴辊、轴套、衬套等；②汽车工业中，靠近发动机的环管、尾气管、刹车片、轴承、活塞环、定时齿轮、压缩机、真空泵和发电机零件、扣件、花键接头和电子联络器等；③发电工业、核工业要求耐辐射的结构零件；④电子工业上做印刷线路板、绝缘材料、耐热性电缆、接线柱、插座；⑤机械工业上做耐高温自润滑轴承、压缩机叶片和活塞环、密封圈、设备隔热罩、止推垫圈、轴衬等；⑥轻工电器行业、精密机械行业，如复印机、打印机等；⑦在航空领域可做发动机供燃系统零件、喷气发动机元件，还可做汽车发动机部件、飞机泡沫保温材料（与聚氨酯PU相比具有阻燃、无毒的优点）。总之，凡是要求材料具有耐高温、耐热氧化、耐辐射、耐腐蚀、自润滑或绝缘（介电）性能，在苛刻环境中工作的零部件，都使用这种材料。

聚酰亚胺科普材料

聚酰亚胺 一、概述 英文名：Polyimide ；简称：PI 。 聚酰亚胺是分子结构含有酰亚胺基团的芳杂环高分子化合物，可分为均苯型PI、可溶性PI、聚酰胺-酰亚胺（PAI）和聚醚亚胺（PEI）四类。聚酰亚胺是目前已经工业化的高分子材料中耐热性最高的品种，具有耐高温、耐低温、机械性能优越、耐有机溶剂、耐辐射、介电性能良好、无毒等诸多特性，可以作为薄膜、涂料、塑料、复合材料、胶粘剂、泡沫塑料、纤维、分离膜、液晶取向剂、光刻胶等产品，被称为“解决问题的能手”，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。在国家《新材料产业“十二五”发展规划》中，聚酰亚胺被列为重点发展的先进高分子材料。 一、性能 1、全芳香聚酰亚胺按热重分析，其开始分解温度一般都在500℃左右。由联苯四甲酸二酐和对苯二胺合成的聚酰亚胺，热分解温度达600℃，是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。 2、聚酰亚胺可耐极低温，如在－269℃的液态氦中不会脆裂。 3、聚酰亚胺具有优良的机械性能，未填充的塑料的抗张强度都在100Mpa以上，均苯型聚酰亚胺的薄膜（Kapton）为170Mpa以上，而联苯型聚酰亚胺（Upilex S）达到400Mpa。作为工程塑料，弹性膜量通常为3－4Gpa，纤维可达到200Gpa，据理论计算，均苯四甲酸二酐和对苯二胺合成的纤维可达 500Gpa，仅次于碳纤维。

4、一些聚酰亚胺品种不溶于有机溶剂，对稀酸稳定，一般的品种不大耐水解，这个看似缺点的性能却使聚酰亚胺有别于其他高性能聚合物的一个很大的特点，即可以利用碱性水解回收原料二酐和二胺，例如对于Kapton薄膜，其回收率可达80%－90%。改变结构也可以得到相当耐水解的品种，如经得起120℃，500 小时水煮。 5、聚酰亚胺的热膨胀系数在2×10-5－3×10-5/℃，南京岳子化工YZPI热塑性聚酰亚胺3×10-5/℃，联苯型可达10-6/℃，个别品种可达10-7/℃。 6、聚酰亚胺具有很高的耐辐照性能，其薄膜在5×109rad快电子辐照后强度保持率为90%。 7、聚酰亚胺具有良好的介电性能，介电常数为3.4左右，引入氟，或将空气纳米尺寸分散在聚酰亚胺中，介电常数可以降到2.5左右。介电损耗为10-3，介电强度为100－300KV/mm，广成热塑性聚酰亚胺为300KV/mm，体积电阻为1017Ω·cm。这些性能在宽广的温度范围和频率范围内仍能保持在较高的水平。 8、聚酰亚胺是自熄性聚合物，发烟率低。 9、聚酰亚胺在极高的真空下放气量很少。 10、聚酰亚胺无毒，可用来制造餐具和医用器具，并经得起数千次消毒。有一些聚酰亚胺还具有很好的生物相容性，例如，在血液相容性实验为非溶血性，体外细胞毒性实验为无毒。 二、合成工艺 聚酰亚胺品种繁多、形式多样，在合成上具有多种途径，主要包

聚酰亚胺

展开 1 名 词 定 义 2 介 绍 3 概 述 4 分 类

. 1 缩聚型聚酰亚胺 4 . 2 加聚型聚酰亚胺 4 . 3 子类 5 性能 6 质量指标

合 成 途 径 8 应 用 9 展 望 1名词定义 中文名称： 聚酰亚胺 英文名称： polyimide，PI 定义： 重复单元以酰亚胺基为结构特征基团的一类聚合物。具有耐高温、耐腐蚀和优良的电性能。 应用学科： 材料科学技术（一级学科）；高分子材料（二级学科）；塑料（二级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 2介绍 聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温达400℃以上，长期使用温度范围-200～300℃， 无明显熔点，高绝缘性能，103 赫下介电常数4.0，介电损耗仅0.004～0.007，属F至H级绝缘材料。

英文名：Polyimide 简称：PI 聚酰亚胺 聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环（-CO-N-CO-）的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"（protion solver），并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。 4分类 4.1缩聚型聚酰亚胺 缩聚型芳香族聚酰亚胺是由芳香族二元胺和芳香族二酐、芳香族四羧酸或芳香族四羧酸二烷酯反应而制得的。由于缩聚型聚酰亚胺的合成反应是在诸如二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等高沸点质子惰性的溶剂中进行的，而聚酰亚胺复合材料通常是采用预浸料成型工艺，这些高沸点质子惰性的溶剂在预浸料制备过聚酰亚胺 程中很难挥发干净，同时在聚酰胺酸环化（亚胺化）期间亦有挥发物放出，这就容易在复合材料制品中产生孔隙，难以得到高质量、没有孔隙的复合材料。因此缩聚型聚酰亚胺已较少用作复合材料的基体树脂，主要用来制造聚酰亚胺薄膜和涂料。 4.2加聚型聚酰亚胺 由于缩聚型聚酰亚胺具有如上所述的缺点，为克服这些缺点，相继开发出了加聚型聚酰亚胺。目前获得广泛应用的主要有聚双马来酰亚胺和降冰片烯基封端聚酰亚胺。通常这些树脂都是端部带有不饱和基团的低相对分子质量聚酰亚胺，应用时再通过不饱和端基进行聚合。 ①聚双马来酰亚胺 聚双马来酰亚胺是由顺丁烯二酸酐和芳香族二胺缩聚而成的。它与聚酰亚胺相比，性能不差上下，但合成工艺简单，后加工容易，成本低，可以方便地制成各种复合材料制品。但固化物较脆。 ②降冰片烯基封端聚酰亚胺树脂 其中最重要的是由NASA Lewis研究中心发展的一类PMR（for insitu polymerization of monomer reactants, 单体反应物就地聚合）型聚酰亚胺树脂。RMR型聚酰亚胺树脂是将芳香族四羧酸的二烷基酯、芳香族二元胺和5 -降冰片烯-2，3-二羧酸的单烷基酯等单体溶解在一种尝基醇（例如甲醇或乙醇）中，为种溶液可直接用于浸渍纤维。 4.3子类 聚酰亚胺是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物，英文名Polyimide(简称PI)，可分为均苯型P I，可溶性PI，聚酰胺-酰亚胺（PAI）和聚醚亚胺（PEI）四类。

聚酰亚胺

耐高温聚酰亚胺的合成及改性研究 结果表明，金纳米棒杂化改性的聚酰亚胺薄膜具有优异的效果。改性后的聚酰亚胺薄膜表面平整且具有发光效果。金纳米棒杂化改性聚酰亚胺薄膜与纯聚酰亚胺薄膜均具有良好的耐温性，掺杂0.01%含量的金纳米棒粒子具有更好的耐温性，比传统的聚酰亚胺薄膜耐高温温度提高了10℃左右，但两者的玻璃化转变温度并未发生明显变化。掺杂了0.01%含量的金纳米棒粒子后，PI/GNMRs 薄膜产生的了明显的红移现象，红移了10nm。 聚酰亚胺合成工艺的复杂，耗时较长，耗能较大，原料昂贵，污染较大等一直不能够得到有效的解决。如何能够制备性能良好，耗能较小，适用范围较广的聚酰亚胺是科学家不断追求的课题。 聚酰亚胺的性能主要包括以下方面： 耐高温性 由于聚酰亚胺具有相当特殊的体型结构，同时其分子链含有大量的芳香基，如苯环，酰亚胺键等，而芳香基（苯环，酰亚胺键等）具有较高的键能和分子间作用力，需要较高的温度提供能量才能够断裂，所以均能使聚酰亚胺材料具有想当高的耐温温度。其一般在500 ℃以上进行热分解。 耐低温性（耐寒性） 聚酰亚胺的耐低温性能，是所有高分子材料中少见优越的性能。据研究发现，聚酰亚胺在超低温液氮中，仍旧能够保持一定较好的机械性能，不会脆裂。 力学性能 聚酰亚胺具有优异的力学性能。聚酰亚胺薄膜的拉伸强度达到了180 MPa 以上，拉伸模量则能够达到3.0GPa 以上。经过一定的增强工艺（例如合金化，增韧化等）加工后，聚酰亚胺拉伸模量可大于210GPa 以上，较其它高分子材料而言，具有不可逾越的优秀性能。 尺寸稳定性 尺寸稳定性，是聚酰亚胺材料常用作制备电路版材料的原因。这是由于聚酰亚胺材料的热膨胀系数与金属的热膨胀系数相差较小，差值在1.0-2.0X10-5/℃。 光学性能 聚酰亚胺材料具有相当优秀的耐抗辐射性能，能在高温，高真空条件下保持稳定，较少的挥发物。 无毒稳定性 聚酰亚胺材料没有毒性，能够用作制备餐具和一些医疗替换用品。同时，聚酰亚胺耐几乎所有有机溶剂，耐部分无机酸，耐水解。 电学性能 聚酰亚胺具有良好的电学性能，其在电绝缘领域应用最广，被广泛的用做电绝缘漆包线的外层涂料或直接涂覆使用。聚酰亚胺具有一定的自润滑性能，能够耐老化，耐高压电击穿等。 耐辐射性 聚酰亚胺材料抗辐照性好，在高温、高真空及辐射下稳定，挥发物少。聚酰亚胺纤维经1ｘ1010rad 快电子辐照后，其强度保持率为90%。 化学稳定性 可溶性聚酰亚胺只能溶解在一些特定的溶剂（如NMP 等）中，几乎不溶于所有的有机溶剂，对稀酸稳定，耐水解，能在120℃中耐500h 的水煮。只有浓硫酸能够溶解或者破坏它，其耐腐蚀性与镍钢相近，但是聚酰亚胺材料耐碱性较差。 阻燃性

聚酰亚胺

聚酰亚胺 季佳伟 摘要：介绍聚酰亚胺的单体，工业合成的配方，工业合成工艺以及在各个领域的应用。 关键词：二元酐、二元胺、聚酰亚胺、合成 一、概述： 聚酰亚胺（PI）是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温400℃以上，长期使用温度范围-200～300℃，无明显熔点，高绝缘性能，103 赫下介电常数4.0，介电损耗仅0.004～0.007，属F至H级绝缘材料。聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环（-CO-NH-CO-）的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"，并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。 二、聚酰亚胺的单体 聚酰亚胺的单体是二元酐(或四酸）和二元胺。二酐、二胺品种繁多，来源广泛。不同的组合就可以获得不同性能的聚酰亚胺。只要二酐（或四酸）和二胺的纯度合格，不论采用何种缩聚方法，都很容易获得足够高的分子量，加入单元酐或单元胺还可以很容易的对分子量进行调控。以二酐（或四酸）和二胺缩聚，只要达到一等摩尔比，在真空中热处理，可以将固态的低分子

量预聚物的分子量大幅度的提高，从而给加工和成粉带来方便。但是单体的二酐和二胺在高真空下容易升华。 聚酰亚胺的单体是二酐（四酸）和二胺。二胺的合成方法比较成熟，许多二胺也有商品供应。二酐则是比较特殊的单体，除了用作环氧树脂的固化剂外主要都是用于聚酰亚胺的合成。均苯四甲酸二酐和偏苯三酸酐可由石油炼制产品重芳烃油中提取的均四甲苯和偏三甲苯用气相和液相氧化一步得到。其它重要的二酐，如二苯酮二酐、联苯二酐、二苯醚二酐、六氟二酐等已由各种方法合成，但成本十分昂贵，例如六氟二酐每千克达到上万元。中国科学院长春应用化学研究所开发的由邻二甲苯氯代、氧化再经异构化分离可以得到高纯度的4-氯代苯酐和3-氯代苯酐，以这二种化合物为原料可以合成一系列二酐，其降低成本的潜力很大，是一条有价值的合成路线。国外的聚酰亚胺要是美国杜邦在生产，国内还有常州建邦塑料制品有限公司及常州永邦塑业在生产。 三、聚酰亚胺的工业合成配方 聚酰亚胺可以由二酐和二胺在极性溶剂，如DMF，DMAC,NMP或THE/甲醇混合溶剂中先进行低温缩聚，获得可溶的聚酰胺酸，成膜或纺丝后加热至300℃左右脱水成环转变为聚酰亚胺；也可以向聚酰胺酸中加入乙酐和叔胺类催化剂，进行化学脱水环化，得到聚酰亚胺溶液和粉末。二胺和二酐还可以在高沸点溶剂，如酚类溶剂中加热缩聚，一步获得聚酰亚胺。此外，还可以由四元酸的二元酯和二元胺反应获得聚酰亚胺；也可以由聚酰胺酸先转变为聚异酰亚胺，然后再转化为聚酰亚胺。 四、聚酰亚胺的工艺合成方法

【CN109942816B】一种热固性聚酰亚胺的制备方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201910279911.5(22)申请日 2019.04.09 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 109942816 A (43)申请公布日 2019.06.28 (73)专利权人 中国科学院兰州化学物理研究所 地址 730000 甘肃省兰州市城关区天水中 路18号(72)发明人 杨增辉　王齐华　张新瑞　张耀明　 陶立明　王廷梅　(74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569 代理人 代芳(51)Int.Cl. C08G 73/10(2006.01)C08G 73/12(2006.01) (56)对比文件 CN 108794752 A ,2018.11.13,CN 108641082 A ,2018.10.12,CN 108456309 A ,2018.08.28,CN 102875835 A ,2013.01.16,Jianhua Fang等.Gas permeation properties of hyperbranched polyimide membranes.《Journal of Membrane Science》.2001,第182卷 审查员 宋镇宇 (54)发明名称 一种热固性聚酰亚胺的制备方法(57)摘要 本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种可循环使用的热固性聚酰亚胺的制备方法。本发明先采用胺封端的方法得到具有活性反应基团-胺基的聚酰亚胺齐聚物，然后采用含有多醛基的交联剂进行交联缩合，得到热固性聚酰亚胺，本发明的方法制备的热固性聚酰亚胺在保持聚酰亚胺优异性能的同时，能够实现热固性聚酰亚胺的回收及再加工；本发明方法制备的热固性聚酰亚胺不仅可降解回收，并且回收的单体仍可再次循环使用，且回收的单体再次聚合后的材料仍具有和原始材料相当的机械性能，主要应用于复合材料的回收利用等；本发明方法制备的热固性聚酰亚胺的玻璃化转变温度高于200℃，可应 用于高温等苛刻环境。 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 CN 109942816 B 2020.03.10 C N 109942816 B

聚酰亚胺合成实验

聚酰亚胺合成实验 实验原理 聚酰亚胺是综合性能最佳的之一，耐高温达400℃以上，长期使用温度范围－200～300℃。聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环的一类，其中以含有结构的聚合物最为重要。聚酰亚胺作为一种特种，已广泛应用在、、、、、、等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入 21世纪最有希望的之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"（protion solver），并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。 缩聚型聚酰亚胺 缩聚型芳香族聚酰亚胺是由芳香族二元胺和芳香族二酐、芳香族四羧酸或芳香族四羧酸二烷酯反应而制得的。 加聚型聚酰亚胺

目前获得广泛应用的主要有聚、降冰片烯基封端聚酰亚胺及苯乙炔苯酐封端聚酰亚胺。通常这些树脂都是端部带有不饱和基团的低聚酰亚胺，应用时再通过不饱和端基进行聚合。 合成途径 聚酰亚胺主要由二酐和二胺在极性溶剂，如DMF，DMAC或NMP先进行低温缩聚，获得可溶的聚酰胺酸，成膜或纺丝后加热至300℃左右脱水成环转变为聚酰亚胺；也可以向聚酰胺酸中加入乙酐和叔胺类，进行化学脱水环化，得到聚酰亚胺溶液和粉末。二胺和二酐还可以在高沸点溶剂，如酚类溶剂中加热缩聚，一步获得聚酰亚胺。 应用 由于上述聚酰亚胺在性能和合成化学上的特点，在众多的聚合物中，很难找到如聚酰亚胺这样具有如此广泛的应用方面，而且在每一个方面都显示了极为突出的性能。 1、薄膜：是聚酰亚胺最早的商品之一，用于电机的槽绝缘及电缆绕包材料。主要产品有杜邦Kapton,宇部兴产的Upilex系列和钟渊Apical。透明的聚酰亚胺薄膜可作为柔软的太阳能电池底版。 2. 涂料：作为绝缘漆用于，或作为耐高温涂料使用。 3. ：用于航天、航空器及火箭部件。是最耐高温的结构材料之一。例如的超音速客机计划所设计的速度为 2.4M，飞行时为177℃，要求使用寿命为60000h，据报道已确定50%的结构材料为以热塑型聚酰亚胺为基体树脂的碳纤维增强复合材料，每架飞机的用量约为30t。 4. 纤维：弹性模量仅次于碳纤维，作为高温介质及放射性物质的过滤材料和防弹、防火织物。 5. ：用作耐高温隔热材料。 6. 工程塑料：有热固性也有热塑型，热塑型可以也可以用注射成型或传递模塑。主要用于自润滑、密封、绝缘及结构材料。广成聚酰亚胺材料已开始应用在压缩机旋片、活塞环及特种泵密封等机械部件上。 7. ：用作高温结构胶。广成聚酰亚胺胶粘剂作为电子元件高绝缘灌封料已生产。 8.分离膜：用于各种气体对，如氢/氮、氮/氧、二氧化碳/氮或甲烷等的分离，从空气烃类原料气及中脱除水分。也可作为渗透蒸发膜及。由于聚酰亚胺耐热和耐有机溶剂性能，在对有机气体和液体的分离上具有特别重要的意义。 9. ：有负性胶和正性胶，分辨率可达亚微米级。与颜料或染料配合可用于彩色滤光膜，可大大简化加工工序。 10. 在微电子器件中的应用：用作介电层进行层间绝缘，作为缓冲层可以减少应力、提高成品率。作为保护层可以减少环境对器件的影响，还

可溶透明聚酰亚胺的改性研究进展

可溶透明聚酰亚胺的改性研究进展 颜善银1,陈文求1,杨小进1,陈川1,徐祖顺 1,2 ,易昌凤 1,2 (1.湖北大学材料科学与工程学院,武汉 430062; 2.功能材料绿色制备与应用省部共建教育部重点实验室,武汉430062) 摘要:综述了合成可溶透明聚酰亚胺的改性方法,包括在聚合物主链中引入柔性结构单元,引入不对称性结构,引入大体积的侧基或三氟甲基取代基,引入扭曲的非共平面结构及其它方法如通过共聚合反应等手段来改善聚酰亚胺的溶解性、透明性、热稳定性及其它性能。关键词:聚酰亚胺;可溶;透明;改性 中图分类号:T M 215.1;T Q 316.6;T Q 323.7 文献标志码:A 文章编号:1009-9239(2009)05-0028-06 Research Pro g ress in Modification of Soluble and Trans p arent Pol y imide YAN Shan _yin 1 ,CHEN Wen _qiu 1 ,YANG Xiao _jin 1 ,CHEN Chuan 1 ,XU Zu _shun 1,2 ,YI Chang_feng 1,2 (1.Facul ty o f M at erial s Science and Engi neeri ng,H ubei Univ ersity ,W uhan 430062,Chi na; 2.M i nistr y _o f _Education Ke y Labrotor y f or the Gr een Pre p arat ion and A p p licat ion o f Funt ional M ater ials ,W uhan 430062,China ) Abstract :Aromatic p o l y imides are g enerall y insoluble in or g anic solvents,and exhibit low o p tical tr ans p ar enc y .These facts ma y limit their p ractical a pp licatio ns in some field s.Ther efore,much effo r t has been concentr ated on synthesizing soluble and tr ansparent polyimides.Some co mmonly used modification methods for so lub le and transparent polyimide were reviewed in this paper,in cluding the intr o ductio n of flexib le structure units,introduction of asymmetry structur es,intro duction of bulk y p endent substituents or tr ifluorometh y l substituents,intr o ductio n of twisted non-co p lanar structures and other methods such as co p o l y merization to im p rove the solubilit y of p ol y imide as well as the tr ans p ar enc y ,thermal stabilit y and other p ro p erties.Ke y words :polyimid e;soluble;transparent;modification 收稿日期:2009-05-21 基金项目: 十一五 国家科技支撑计划重点项目(2008BAC32B03)子课题 作者简介:颜善银(1985-),男,湖北武汉人,硕士生,研究方向为无色透明聚酰亚胺膜的合成及应用,(电子信箱)0406170006@https://www.docsj.com/doc/663011817.html,;易昌凤(1964-),女,湖北武汉人,教授,主要从事乳液聚合、功能高分子和超支化聚合物等的研究,(电子信箱)chan g fen gy i@https://www.docsj.com/doc/663011817.html, 。 1前言 芳香聚酰亚胺是一类高性能聚合物,其固有的强度和柔韧性、低密度、显著的热稳定性、耐辐射和机械强度,使芳香聚酰亚胺在微电子和航空宇宙方面有很大的应用。然而,由于主链的刚度和链间的强相互作用,大部分芳香聚酰亚胺有很高的熔融温度和软化温度,并且在大部分有机溶剂中不溶,这些性质使其很难加工,从而限制了它们的应用 [1-3] 。 高光学透明度可以扩大聚酰亚胺在光电材料方面的应用,例如,柔性的太阳辐射防护工具、液晶显示器取向膜、用于通讯连接的光波导材料、用于平面光波电路的光半波片。然而,大多数传统芳香族聚酰亚胺薄膜颜色普遍表现出从浅黄色到深褐色,这主要是由于链间电荷转移络合物(CT C)的形成和电子极化作用结果[4-5]。要制备无色透明聚酰亚胺,就要从分子水平上减少CTC 的形成。目前广泛采用的手段主要有: 采用间位取代的二胺单体,间位取代结构可以阻碍沿着分子链方向的电荷流动,减少分子间共轭作用,从而减少对可见光的吸收;!采用含供电子基团的二酐;?采用带有侧基或具有不对称结构的单体,侧基的存在以及不对称结构同样也会阻碍电子的流动,减少共轭;#在聚酰亚胺分子结构中引入含氟取代基。氟原子具有很大的电负性,可以切断电子云的共轭,抑制CT C 的形成;?

聚酰亚胺材料介绍

聚酰亚胺 一、概述 聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入 21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"（protion solver），并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。 二、聚酰亚胺的性能 1、全芳香聚酰亚胺按热重分析，其开始分解温度一般都在500℃左右。由联苯二酐和对苯二胺合成的聚酰亚胺，热分解温度达到600℃，是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。 2、聚酰亚胺可耐极低温，如在－269℃的液态氦中不会脆裂。 3、聚酰亚胺具有优良的机械性能，未填充的塑料的抗张强度都在100Mpa 以上，均苯型聚酰亚胺的薄膜（Kapton）为170Mpa以上，而联苯型聚酰亚胺（Upilex S）达到400Mpa。作为工程塑料，弹性膜量通常为3－4Gpa，纤维可达到200Gpa，据理论计算，均苯二酐和对苯二胺合成的纤维可达 500Gpa，仅次于碳纤维。 4、一些聚酰亚胺品种不溶于有机溶剂，对稀酸稳定，一般的品种不大耐水解，这个看似缺点的性能却使聚酰亚胺有别于其他高性能聚合物的一个很大的特点，即可以利用碱性水解回收原料二酐和二胺，例如对于Kapton薄膜，其回收率可达80％－90％。改变结构也可以得到相当耐水解的品种，如经得起120℃，500 小时水煮。 5、聚酰亚胺的热膨胀系数在2×10-5－3×10-5℃，广成热塑性聚酰亚胺3×10-5℃，联苯型可达10-6℃，个别品种可达10-7℃。 6、聚酰亚胺具有很高的耐辐照性能，其薄膜在5×109rad快电子辐照后强度保持率为90％。 7、聚酰亚胺具有良好的介电性能，介电常数为3.4左右，引入氟，或将空气纳米尺寸分散在聚酰亚胺中，介电常数可以降到2.5左右。介电损耗为10-3，介电强度为100－300KV/mm，广成热塑性聚酰亚胺为300KV/mm，体积电阻为1017Ω/cm。这些性能在宽广的温度范围和频率范围内仍能保持在较高的水平。 8、聚酰亚胺是自熄性聚合物，发烟率低。 9、聚酰亚胺在极高的真空下放气量很少。 10、聚酰亚胺无毒，可用来制造餐具和医用器具，并经得起数千次消毒。有一些聚酰亚胺还具有很好的生物相容性，例如，在血液相容性实验为非溶血性，体外细胞毒性实验为无毒。 三、合成上的多种途径： 聚酰亚胺品种繁多、形式多样，在合成上具有多种途径，因此可以根据各种应用目的进行选择，这种合成上的易变通性也是其他高分子所难以具备的。 1、聚酰亚胺主要由二元酐和二元胺合成，这两种单体与众多其他杂环聚合物，如聚苯并咪唑、聚苯并哑唑、聚苯并噻唑、聚喹哑啉和聚喹啉等单体比较，原料来源广，合成也较容易。二酐、二胺品种繁多，不同的组合就可以获得不同性能的聚酰亚胺。

聚酰亚胺基础内容相关情况介绍大全

聚酰亚胺相关基础内容介绍大全 一、概述 聚酰亚胺是分子结构含有酰亚胺基团的芳杂环高分子化合物，英文名Polyimide（简称PI），可分为均苯型PI、可溶性PI、聚酰胺-酰亚胺（PAI）和聚醚亚胺（PEI）四类。PI是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温达400℃以上，长期使用温度范围-200℃~300℃，无明显熔点，具有高绝缘性能。另外，PI作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。 二、聚酰亚胺结构式 正象主链含酰胺结构的聚合物被称为聚酰胺，主链含亚胺结构的聚合物统称为聚酰亚胺。其中亚胺骨架在主链结构上的聚合物，也就是直链型聚酰亚胺不仅合成困难也无实用性。相反具有环状结构的聚酰亚胺，特别是五员环状聚酰亚胺已知的品种很多，实用性很强。因此，一般所说的聚酰亚胺都是指后面这种环状聚酰亚胺。环状聚酰亚胺与聚苯并咪唑等同是含氮的杂环聚合物的一种。

聚酰亚胺进一步还可分为由芳香族四羧酸和二胺为原料通过缩聚反应得到的缩聚型聚酰亚胺和双马酰亚胺经加聚反应（或缩加聚）得到的加聚型聚酰亚胺。其中前面的缩聚型聚酰亚胺是大家最熟悉也是应用最广的，一般所称的聚酰亚胺都是指这种缩聚型聚酰亚胺。具有代表性的聚酰亚胺就是由美国杜邦公司1960年开发成功，1965年商品化的二苯醚型聚酰亚胺。

热塑性聚酰亚胺及其改性材料的热性能研究

《材料物理》课程论文 学生姓名：梁东学号：20140530 学院：材料科学与工程学院 专业年级：2014级材料化学2班 题目：热塑性聚酰亚胺及其改性材料的热性能研究指导教师：梁金老师 评阅教师：梁金老师 2016年6月

摘要 聚酰亚胺（PI）是一种高性能聚合物材料，具有优异的机械性能、电性能、耐辐射性能和耐热性能，广泛应用于航空航天、微电子和通讯等高技术领域，成为很有发展前景的材料之一。但多数 PI 具有不溶不熔的特性，加工成型十分困难，一定程度上限制了其应用范围，因此热塑性聚酰亚胺（TPI）成为发展方向之一。TPI 不仅具有优异的综合性能，而且更易于加工，生产效率更高，在经济效益和环保方面都优于传统的热固性聚酰亚胺，成为人们开发研制的热点。 TPI 可通过添加纤维提高力学性能，添加润滑剂提高耐磨性能，亦可与其它聚合物共混，使改性材料具有更优异的性能，应用于高科技领域。目前，对 PI 及其改性材料性能的研究，大多数是关于力学性能和摩擦磨损性能，很少具体研究其热性能。而聚酰亚胺的热性能，如玻璃化转变温度 Tg、热膨胀系数α是其应用于工业各领域重要的评价指标。 针对以上背景，本文首先测定了一种自主研发的 TPI 的玻璃化转变温度并通过改变分子量大小考察玻璃化转变温度与分子量的关系，及热处理温度和热处理时间对玻璃化转变温度的影响。结果表明：玻璃化转变温度随数均分子量的增大而增加，采用 Kanig-Ueberreiter 方程关联玻璃化转变温度与数均分子量,其线性拟合度高；由于聚酰亚胺的结构特点——存在自由端基，在高温可发生固相热环化反应，相应其分子量随处理温度的升高和处理时间的延长而增大，表现为聚合物的玻璃化转变温度有所升高。 为了进一步提高 TPI 的性能，扩大其应用范围，使其能在更加苛刻的环境下使用，TPI 的改性研究主要包括纤维增强的 TPI 树脂基复合材料及聚合物共混改性 TPI。但由于高分子材料的热膨胀系数比纤维、陶瓷等无机材料要大得多，两者复合后，随温度的变化，热应力不仅使高分子和基材剥离，还会产生龟裂和翘曲，模压塑料则产生裂纹等。另外高科技的发展，要求器械内部的空间更小，对材料的热稳定和热膨胀性能提出了更高的要求。 因此，本文在上一步工作的基础上，选出一种分子量的 TPI 树脂，测定其注塑件的热膨胀系数及其各向异性和尺寸稳定性；并考察了所添加的填料种类对热膨胀系数的影响。结果表明：TPI 存在着各向异性，且流向面的热膨胀系 数低。在正常的使用范围内，试样经历一个升降温循环后尺寸基本没发生变

聚酰亚胺的可溶性研究进展

聚酰亚胺的可溶性研究进展 【摘要】聚酰亚胺（PI）是一类聚合物分子主链上含有酰亚胺环的高分子材料，具有优越的机械、介电、绝缘、耐辐射、耐腐蚀、耐高低温等优异性能，被广泛应用于宇航、电工、微电子和化工等行业中，初期的聚酰亚胺以其不溶于有机溶剂为特点之一，例如均苯二酐和二苯醚二胺的聚酰亚胺只能溶解在浓硫酸、发烟硝酸、SbCl3或SbCl3和AsCl3的混合物中，不溶于有机溶剂。随着技术的发展，对于能够溶解在有机溶剂中的聚酰亚胺的要求越来迫切，这也促使了对可溶性聚酰亚胺的研究。本文着重对近几年在聚酰亚胺的可溶性研究研究方面进行总结。 【关键词】聚酰亚胺；可溶性；研究进展 0.引言 聚酰亚胺就是综合性能非常优异的材料。它是一类主链上含有酰亚胺环的高分子材料。由于主链上含有芳香环，它作为先进复合材料基体，具有突出的耐温性能和优异的机械性能，是目前树脂基复合材料中耐温性最高的材料之一。用作电子信息材料，聚酰亚胺除了具有突出的耐高温性能外，还具有突出的介电性能与抗辐射性能，是当前微电子信息领域中最好的封装和涂覆材料之一。除此之外，聚酰亚胺树脂用作胶粘剂、纤维、塑料与光刻胶等方面也表现出综合性能优异的特点。为此，近些年来，人们对聚酰亚胺树脂予以高度的重视，聚酰亚胺树脂的研究与应用得以迅速发展我国聚酰亚胺材料发展也很快，研究较多的。有中科院化学研究所、长春应用化学研究所、上海合成树脂研究所等，北京航空航天大学近几年来也开展了这方面的研究工作，并取得了初步成果。 可溶性PI的研究始于20世纪80年代，较早从事这方面研究工作的有日本东京工业大学的YoshioImai[1] 、美国Akron大学的Frank W. arris[2] 等。基于分子设计思想，常用来合成可溶性聚酰亚胺的方法有：在主链中引入柔性结构单元，如醚键、酮键、烷基[3] ；在侧链上引入大的侧基，如苯基、正丁基、甲基、三氟甲基；设计合成不对称或扭曲非共平面结构等。这些方法结合起来往往能起到更好的效果。 1.改变聚酰亚胺可溶性的方法 1.1 引入对溶剂具有亲和性的结构 这种类型的结构有很多，例如引入含氟、硅、磷、羟基或羧基的结构。利用这些元素和基团影响溶剂的亲和性及空间效应，减少分子间的作用力，从而增加聚合物的溶解性。 CHIN-PING YANG[4]等人合成一种含三氟甲基的二胺（如图1所示）与多种二酐合成了一系列的可溶性聚酰亚胺。其大部分在DMF、DMAc及NMP中

详解特种 聚酰亚胺 PI

聚酰亚胺(PI) 概述 聚酰亚胺：英文名Polyimide (简称PI) 聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、 激光等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21 世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"（protion solver），并认为"没 有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。 分类 聚酰亚胺可分成缩聚型和加聚型两种。 （1）缩聚型聚酰亚胺缩聚型芳香族聚酰亚胺是由芳香族二元胺和芳香族二酐、芳香族四羧酸 或芳香族四羧酸二烷酯反应而制得的。由于缩聚型聚酰亚胺的合成反应是在诸如二甲基甲酰胺、N -甲基吡咯烷酮等高沸点质子惰性的溶剂中进行的，而聚酰亚胺复合材料通常是采用预浸料成型工 艺，这些高沸点质子惰性的溶剂在预浸料制备过程中很难挥发干净，同时在聚酰胺酸环化（亚胺化）期间亦有挥发物放出，这就容易在复合材料制品中产生孔隙，难以得到高质量、没有孔隙的复合材料。因此缩聚型聚酰亚胺已较少用作复合材料的基体树脂，主要用来制造聚酰亚胺薄膜和涂料。 （2）加聚型聚酰亚胺由于缩聚型聚酰亚胺具有如上所述的缺点，为克服这些缺点，相继开发 出了加聚型聚酰亚胺。目前获得广泛应用的主要有聚双马来酰亚胺和降冰片烯基封端聚酰亚胺。通常这些树脂都是端部带有不饱和基团的低相对分子质量聚酰亚胺，应用时再通过不饱和端基进行聚合。 ①聚双马来酰亚胺聚双马来酰亚胺是由顺丁烯二酸酐和芳香族二胺缩聚而成的。它与聚酰亚 胺相比，性能不差上下，但合成工艺简单，后加工容易，成本低，可以方便地制成各种复合材料制品。但固化物较脆。 ②降冰片烯基封端聚酰亚胺树脂其中最重要的是由NASA Lewis 研究中心发展的一类PMR （for insitu polymerization of monomer reactants, 单体反应物就地聚合）型聚酰亚胺树脂。R MR 型聚酰亚胺树脂是将芳香族四羧酸的二烷基酯、芳香族二元胺和5-降冰片烯-2，3-二羧酸的单烷基酯等单体溶解在一种尝基醇（例如甲醇或乙醇）中，为种溶液可直接用于浸渍纤维。 聚酰亚胺的性能 1、全芳香聚酰亚胺按热重分析，其开始分解温度一般都在500℃左右。由联苯四甲酸二酐和

聚酰亚胺

热固性聚酰亚胺研究进展 摘要：热固性聚酰亚胺作为一类先进的基体树脂，在航空航天、印制电路板、高温绝缘材料等领域的应用不断扩大。相对于热塑性聚酰亚胺来说，热固性聚酰亚胺具有更好的可加工性能。而且，其加工窗口温度可通过变换不同反应性端基来实现。若选用合适的反应性端基，其在固化时无小分子挥发物放出。对热固性聚酰亚胺的研究现状分类作了综述，对降冰片烯、烯丙基降冰片烯、乙炔基、苯乙炔基、马来酰亚胺、苯基马来酰亚胺、苯并环丁烯等封端型热固性聚酰亚胺的研究进展进行了重点阐述。【1】。 关键字：聚酰亚胺热固性封端剂发展 概述 当世界上对芳环和杂环结构的高温聚合物的研究仍然相当活跃，尤其在高技术材料领域离不开高温聚合物的开发，如聚苯硫醚、聚醚矾、聚苯并咪哇、聚苯并唾哇、聚苯并哇、聚唾握琳和聚酰亚胺等，其中最为成功的材料数聚酸亚胺。聚酰亚胺原料易得价廉，机械性能、电学性能和摩擦性能等优异，被广泛应用于各个领域，其形式可以是纤维、薄膜和塑料等，其中用作复合材料的树脂基体成为重要的一部分。聚酰亚胺的复合工艺通常是把聚酞胺酸溶于极性溶剂如N一甲基毗咯烷酮、二甲基甲酞胺，用其浸渍纤维，最后亚胺化并压制成品。由于溶剂存在(亲和性好，极难除尽)会引起增塑，环化产生的水易导致形成多孔材料，影响最终材料的高温性能，因此，热固性聚酰亚胺引起研究者极大兴趣。热固性聚酰亚胺是一种含有亚胺环和反应活性端基的低分子量物质或齐聚物，在热或光引发下发生交联而无小分子化合物放出。按其结构可分为：降冰片烯封端的聚酰亚胺、乙炔封端的聚酰亚胺、苯并环丁烷封端的聚酰亚胺和马来酸醉封端的聚酸亚胺。 众所周知，环氧树脂加工性能优良，但温/湿性能差，而热固性聚酰亚胺兼有优异的耐热性能和加工性能，近几年来发展迅速。人们预言热固性聚酰亚胺将替代环氧树脂，把材料的性能等级提高一步。以下就热固性聚酰亚胺发展、应用和前景作些讨论【23】。 聚酰亚胺的研究进展 含乙炔基封端的聚酰亚胺 乙炔基封端的聚酰亚胺 含乙炔基封端剂主要是含乙炔基的芳香单胺和单酐。根据乙炔在封端剂中的位置不同，又可以分为乙炔基在链端的乙炔封端型和乙炔基在链中的以苯乙炔苯酐为代表的苯乙炔封端型。 华东理工大学国防工程材料研究所的黄发荣等用均苯四甲酸二酐 (PMDA )和 4，4'- 二氨基二苯醚用 3- 乙炔基苯胺(EA)封端，得到固体聚酰亚胺[1]。同样，以 4，4'- 氨基二苯醚和 4，4'- 氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)和 4，4'- 二氨基二苯醚和双酚 A 醚双邻苯二甲酸酐(BEA)为原料分别合成乙炔基封端的聚酰亚胺。还分别合成了异酰亚胺，比较了两类物质的相关性能。以 ODPA 和 BEA 为二酐合成了新颖结构的乙炔基封端的聚酰亚胺，所合成的乙炔基封端的聚酰亚胺树脂在 230℃以上发生固化交联反应，具有流动性好、加工窗宽的特点。异酰亚胺的溶解性和在熔融状态下的流动性比聚酰亚胺好。 苯乙炔基封端的聚酰亚胺 使用4-苯乙炔基苯胺(4-PEA)作为反应性封端剂，和3，3c，4，4c-二苯醚

可溶聚酰亚胺

Matrimid ? 5218 A Soluble Polyimide General Matrimid? 5218 is a soluble thermoplastic polyimide. It is fully imidized during manufacturing, eliminating the need for high temperature processing. Matrimid 5218 is soluble in a variety of common solvents.Evaporation of the solvents leaves a strong, durable, tough coating.Chemical Description Matrimid 5218 is a thermoplastic polyimide based on a proprietary diamine, 5(6)-amino-1-(4' aminophenyl)-1,3,-trimethylindane Advantages Fully imidized Does not require high temperatures for processing Soluble in a variety of common solvents Excellent adhesion Durable and tough films Excellent chemical resistance Very good thermal properties 100% solid powder Applications High temperature adhesives Composites Typical Properties Inherent viscosity 1, dl/g 0.62-0.68Volatile content 2, %<0.71 0.5 in NM Pat 25°C 2 2 gm sample heated to 260°C for 45 minutes Ciba Specialty Chemicals North America Performance Polymers Product Data