新型含氟聚酰胺酰亚胺的合成与性能

由于芳香族聚酰胺酰亚胺(PAI)的溶解性较低,限制了其在溶液加工方法中的应用。为了提高PAI的溶液加工性、降低溶剂使用成本并提高热性能,研究了三苯环结构和氟取代对PAI的性能影响,以苯甲醛和对三氟甲基苯甲醛与2,6-二甲基苯胺为原料,合成了新的二胺化合物4-[(4-氨基-3,5-二甲基苯基)苯基甲基]-2,6-二甲基苯胺(ADPD)、4-[(4-氨基-3,5-二甲基苯基)[4-(三氟甲基)苯基]甲基]-2,6-二甲基苯胺(ADFPD),再与偏苯三酸酐酰氯合成了含新结构的PAI。通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱等对单体和聚合物进行表征,通过分析证明成功合成新型PAI;采用差示扫描量热分析、热重分析、水接触角、溶解性能测试对PAI性能进行了表征。结果表明,制备的聚合物均具有良好的热稳定性能和溶解性,玻璃化转变温度大于300℃,在氮气的环境下5%热失重温度在430℃及以上,最大热失重温度在600℃以上;在类似化学结构上,对比未引入—CF_(3)的PAI-1和引入—CF_(3)的PAI-2的测试结果,发现PAI-2在溶解性和热性能上均优于PAI-1,并且能够明显降低聚合物的表面能,表明—CF_(3)能够有效提高PAI的部分性能。

有机可溶性含氟不对称聚酰胺酰亚胺的合成与性能

采用不对称联苯二酐单体2,3,3′,4′-联苯四甲酸二酐(a-BPDA)与3-氨基-2,4,5-三氟苯甲酸(3FAB)反应制备了一种新型不对称二酸化合物2,3,3′,4′-联苯四甲酸-N,N′-双(3-羧基-2,5,6-三氟苯基)二酰亚胺(a-BPFDI)。以此两种酸为原料、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为溶剂、亚磷酸三苯酯(TPP)与吡啶为缩合剂、氯化钙为催化剂,通过Yamazaki-Higashi反应,直接与3种芳香族二胺单体反应制得一系列聚酰胺酰亚胺(PAI)。研究表明:PAI材料在极性非质子性溶剂中具有优良的溶解性能,其薄膜的玻璃化转变温度超过250℃,氮气中起始热分解温度超过410℃。此外,PAI薄膜还具有良好的力学性能以及介电性能。厚度为10μm左右的PAI薄膜在可见光区(400～700 nm)的透光率达到或超过80%。

含氟基团对聚酰胺酰亚胺非等温结晶动力学的影响

通过3,3′,4,4′-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)和六氟二酐(6FDA)分别与11-氨基十一烷酸反应,合成了两种酰亚胺二酸单体,再用合成的酰亚胺二酸单体按照不同配比和对苯二胺反应合成了6FDA物质的量分数(在两种酰亚胺二酸单体中)分别为10%和25%的含氟共聚酰胺酰亚胺(PAI–F10和PAI–F25),同时按照相同工艺合成了不含6FDA的共聚酰胺酰亚胺(PAI–F0)。利用差示扫描量热仪测试了这3种聚合物的非等温结晶过程及其熔融行为,发现PAI–F10的结晶能力最强,其次为PAI–F0,PAI–F25的结晶现象不明显。采用Jeziorny法和Mo法分析了PAI–F0和PAI–F10的非等温结晶动力学,发现在较低降温速率下,PAI–F10生成晶体的能力更强,结晶度更高。进一步利用Kissinger方程求得PAI–F0和PAI–F10结晶活化能,发现PAI–F10具有更低的结晶活化能。以上研究结果表明含氟基团在低含量时可以促进聚酰胺酰亚胺的结晶能力,而在高含量时却抑制了聚酰胺酰亚胺的结晶。