PA封端型聚酰亚胺的合成与表征.pdfVIP

晁敏，等：PA封端型聚酰皿胺的合成与表征 5 PA封端型聚酰亚胺的合成与表征 晁敏寇开昌 吴广磊王志超张冬娜张教强 (西北工业大学理学院，西安710129) 况下溶液缩聚得到聚酰胺酸(PAA)，通过溶液亚胺化和固相亚胺化相结合得到聚酰亚胺(PI)。用傅立叶变换红外 光谱仪、鸟氏粘度计和热失重分析仪对PI进行了结构表征和性能测试，分析了封端剂加入量、亚胺化方式对P卜}生能 的影响。结果表明，封端剂的加入可有效降低PI的粘度，两种亚胺化方式的结合可以降低PI的最终亚胺化温度，得 到的PI热稳定性高。 关键词PA封端溶液亚胺化固相亚胺化聚酰亚胺 sTA 聚酰亚胺(PI)已有40多年的发展历史，这期间 热失重(TG)分析仪：NETzscH449c型， PI材料以其优良的耐热性、耐辐照性能以及良好的 德国耐驰公司。 力学性能、化学稳定性和介电性能，广泛应用于航 1．3聚合物的合成 空、航天、机械、电子等多个领域。PI的合成一般分 (1)PAA的合成 mL 为两步：第一步将二元酐和二元胺在低温下缩聚得 在室温下向装有温度计、机械搅拌器的250 到聚酰胺酸(PAA)；第二步通过化学亚胺化法或者三口烧瓶中加入一定量DMAc、TPER和封端剂PA， 热亚胺化法将队A环化为PI¨以J。由于第一步合搅拌至r11PER和PA完全溶解后，在三口烧瓶中逐渐 成的PAA的储存稳定性差，而第二步亚胺化的温度 加入PMDA。加入时间控制在2～3h，加入完毕后 要求过高且PI的分子链刚性太大，导致PI的进一继续搅拌1h，得透明粘稠的PAA溶液。 步成型加工不易实现∞J。目前研究人员采用了一 (2)PI的合成 些方法来改进PI的性能，如引入大的侧基、引入扭 溶液亚胺化：向上述三口烧瓶中加入一定量的 曲非共面结构、不同单体共聚等H‘7J。笔者通过分 二甲苯，并装入分水器和冷凝管，对其进行油浴加 子结构设计，引入实验室自制的柔性二胺单体，并通 热，使其温度升高到140℃，回流加热至无液体蒸出 过封端剂控制PAA相对分子质量，降低其粘度，利 (大约3～4h)后停止加热，降温至常温，向三口烧 用溶液亚胺化和固相亚胺化相结合的方法制得了一 瓶中加入一定量的甲醇和水比例为1：1(体积比)的 系列性能优异的PI。 混合溶液，静置一段时间后抽滤，得到(淡)黄色粉 1 实验部分 末，烘干，此为初步亚胺化的PI粉末。固相亚胺化： 1．1 原材料 将初步亚胺化的PI粉末放入坩埚中，在真空下采取 以下几种工艺：(a)200℃／1 均苯四甲酸二酐(PMDA)：分析纯，在乙酸酐中 h；(b)200℃／2h；(c) 200℃／3 h后300℃／1 重结晶后于80℃真空干燥4～5h，上海国药集团化 h；(d)200℃／1 h，得到亚胺化 学试剂有限公司； 程度较高的PI粉末。其合成过程如图1所示。 1，3一双(4．氨基苯氧基)苯(，IPER)：提纯后于 70℃真空干燥4～5h，自制； 褂…一Do—m～辞 邻苯二甲酸酐(PA)、Ⅳ，J7、r7一二甲基乙酰胺 (DMAc)、甲醇、二甲苯：分析纯，上海国药集团化学 试剂有限公司。