沉淀聚合法制备聚酰胺酸微粒子及其酰亚胺化.pdfVIP

558 助 锨 材 料 2010年第4期(41)卷 沉淀聚合法制备聚酰胺酸微粒子及其酰亚胺化。 卢建军，施 君，刘妙青，阎耀东，赵晓博 (太原理工大学教育部与山西省煤科学与技术重点实验室，山西太原030024) 摘 要： 利用沉淀聚合法，以均苯四酸二酐(PMDA)呋喃和甲醇混合溶剂(体积比为4：1)进行低温溶液 和4，4，-二氨基二苯醚(ODA)为单体，丁酮(MEK)和缩聚，获得预聚体一聚酰胺酸溶液；然后第二步是利用 N一甲基吡咯烷酮(NMP)混合溶液为溶剂，在常温下，这种溶液进行加工，如涂膜或纺丝，去除溶剂后，再经 搅拌速度为500r／min，制备了聚酰亚胺的前驱体聚酰高温处理形成聚酰亚胺；也可用化学方法脱水亚胺化， 胺酸(PAA)。红外光谱表明，所得产物是聚酰胺酸。一般用乙酐为脱水剂，叔胺类如吡啶、三乙胺等为催化 利用扫描电子显微镜(SEM)分析了混合溶剂的不同体剂，在室温下酰亚胺化而获得聚酰亚胺“J。 积比对聚酰胺酸微粒子形貌的影响．结果表明，当 沉淀聚合法是在溶液聚合的基础上，采用适当的 MEK与NMP的体积比为8：1时，聚酰胺酸微粒子溶剂和添加剂，使单体溶于介质中，而生成的聚合物不 的平均粒径最大，为5．89肚m。试制了聚酰亚胺(PI)微溶于介质中而沉淀下来，直接得到粉状产品的方 粒子，对其进行了SEM、红外光谱分析及热重(TG)分法∞~7]。本论文采用沉淀聚合法制备了聚酰胺酸微粒 析。 子，然后对其进行酰亚胺化初步研究。 关键词：沉淀聚合法；聚酰胺酸；聚酰亚胺；微粒子 2 实 验 中图分类号：TB332 文献标识码：A 2．1 主要原料 文章编号：1001—9731(2010)04-0558-04 1 引 言 聚酰亚胺是一种极具应用前景的功能性高分子材 试剂均购自上海国药集团化学试剂有限公司，使用前 料，由于该类材料具有出色的耐热性、较高的机械强 均经过精制。 度、优良的介电性能、无毒性、耐化学品腐蚀性以及耐 2．2聚酰胺酸微粒子的制备 辐射性能，故被广泛应用于航空、航天、电气、机械、化 聚酰胺酸的合成反应在氮气保护下进行，以保持 工、微电子等领域[1’2]。聚酰亚胺(polyimide，PI)的制反应物不被氧化且保持干燥。先将MEK与NMP的 备方法，通常有一步法和两步法。一步法是二酐和二 混合溶液加入三口烧瓶中，待溶剂混合均匀后，加入一 胺在高沸点溶剂中加热至150～250℃直接聚合生成 聚酰亚胺，即单体不经由聚酰胺酸而直接合成聚酰亚 拌速度下使二胺完全溶解，然后分批加入与二胺等摩 胺[3“]。两步法是第一步先将二酐和二胺在非质子极 尔的PMDA，反应6h以上，经过滤，洗涤，干燥，得到 性溶剂，如二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺聚酰胺酸微粒子。聚酰胺酸反应方程式如图1所示。 (DMAc)或N一甲基吡咯烷酮(NMP)，近来也有用四氢 呲N卜《一H：— PMDA ODA 图1 聚酰胺酸反应式 1 Schemeof reactionsof acid Fig polymerizationpolyamic 2．3 聚酰胺酸微粒子的酰亚胺化过程 2．4测试与表征 2．4．1 将PAA微粒子置于马弗炉中，直接升温至300℃ 扫描电子显微镜 保持1h，得到PI微粒子(I)；采用阶梯升温的方法． 在100℃下烘1h，200℃下烘1h，然后调至300℃再烘子显微镜观察粒子形态，拍照取图片。在照片上随机 1h，得到PI微粒子(1I)。