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有机可溶性聚异酰亚胺及聚酰亚胺的合成与性能研究

吴桂龙  
【摘要】: 聚酰亚胺是一种具有优良耐热性、耐化学稳定性、力学性能和电性能的高分子材料,广泛应用在航空、航天、电气、微电子、汽车等高新技术领域。但是,广泛传统的聚酰亚胺材料面临着诸多挑战,例如:(1)不溶解、不熔融,难于加工;(2)较高的吸水率(3%);(3)较低的光学透明性(截止波长>400nm)、(4)缺少功能性基团,难以用于某些特殊用途以及(5)相对较高的介电常数。因此改善聚酰亚胺的性能一直是科研工作者研究的焦点之一。 为此,本论文设计并合成了两种聚异酰亚胺(PII),即ODPA-BAPP(PII1)和6FDA-BAPP(PII2),并对异酰亚胺化过程进行了红外跟踪,确定了异酰亚胺化的最佳条件。利用异酰亚胺环具有酸酐性质的特点,使之与醇类反应,得到溶解性能优良的聚酰胺酯(PAEs)。若所用的醇是不饱和醇如丙烯酸羟乙酯(HEA),则所制得的聚酰胺酯具有对向列相液晶分子良好的光取向性能,其预倾角为0.6°。 此外,本论文还设计并通过3,5-二硝基三氟甲苯与二酚化合物的硝基亲核取代反应制备了二硝基化合物,将其还原最终合成了三种间位取代的含氟二胺单体TFPDA、TFBPDA与TFMDA,并对其聚合行为进行了研究。结果表明,由此类二胺单体制备的聚酰亚胺具有优良的溶解性能,不仅可溶于强极性溶剂,还可溶于某些弱极性溶剂中,有的甚至在甲苯中也具有较好的溶解能力,表明这类聚酰亚胺溶解性能优良。此外,这类聚酰亚胺的热分解温度在500℃以上,紫外截止波长在350nm以下,吸水率在0.6%以下,说明它们具有优良的耐热性,较好的光学透明性和较低的吸水率。 最后,本论文设计并通过2,6-二甲基苯胺与不同含氟芳香醛化合物的缩合反应合成了三种多烷基取代的含氟二胺单体FTMDA、3FTMDA与6FTMDA,并考察了其聚合行为。结果表明,由此类二胺单体制备的聚酰亚胺同样具有优良的溶解性能,在强极性溶剂与某些弱极性溶剂中均具有优良的溶解性。部分聚酰亚胺还可溶于甲苯。此外,这类聚酰亚胺的热分解温度在500℃以上,紫外截止波长在350nm以下,说明它们具有优良的耐热性和较好的光学透明性。


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