三元共聚聚酰亚胺薄膜的制备与性能

以4,4'-二氨基二苯甲烷(DDM)、4,4'-二氨基二苯醚(ODA)、均苯四甲酸酐(PMDA)为原料,通过改变DDM和ODA的物质的量比,制备了DDM含量(占整个二胺单体物质的量分数)分别为0%,25%,50%,75%的三元共聚聚酰亚胺薄膜,探究不同含量DDM的引入对聚酰亚胺薄膜物理力学性能的综合影响。结果表明,合成的聚酰亚胺材料已经完全亚胺化;随着DDM含量从0%增加到75%,质量损失5%时分解温度从357.6℃升高至531.2℃;引入DDM单体后聚酰亚胺薄膜在可见光(400~800 nm)范围内透过率均达到85%以上,此外由于DDM中亚甲基这一非极性基团的引入,使得聚酰亚胺薄膜的疏水性增强,接触角由未加DDM时的66.9°最高上升至92.1°;DDM的引入使得聚酰亚胺薄膜分子链中氢键的相互作用增强,在第三单体DDM含量为50%的条件下,薄膜的拉伸性能和导热性能最好,拉伸强度为192.46 MPa,断裂伸长率为10.23%,拉伸弹性模量为3.83 GPa,热导率由未加DDM时的0.348 W/(m·K)升高至0.399 W/(m·K),相比未加入DDM的聚酰亚胺分别提高了48%,42%,56%和15%。综上分析,该三元共聚聚酰亚胺薄膜在力学、导热性和透明度等性能方面具有良好表现,可广泛应用于电子元件的散热与航天器防护等领域。