可溶性含氟聚酰亞胺的合成和性能研究.pdf

1、本研究主要是通過引入含氟芳香二酐，含有柔性基團的芳香二胺，共聚合方法，在保證聚酰亞胺耐熱性前期下，提高其溶解性，并具有一定的機械強度。 6FDA作為唯一工業(yè)化的含氟二酐單體，來源穩(wěn)定，價格相對其它含氟二酐單體低的多。本研究主要以含氟單體6FDA為主，與其他單體進行二元共聚和三元共聚。制得四種二元共聚型聚酰亞胺、兩種三元共聚型聚酰亞胺。主要對其熱性能、溶解性能等進行了分析研究。 一、通過合成四種二元共聚型聚酰亞胺(ODA-

2、6FDA，TPEQ-6FDA，BAPB-6FDA，MDA-6FDA)發(fā)現(xiàn)： (1)這四種共聚型聚酰胺酸都有比較高的粘度，也就是聚酰亞胺有較高的分子量。其中以ODA一6FDA為例做了二胺和二酐的配比工藝實驗，在l：l到1:1.01的區(qū)間內(nèi)的聚酰胺酸有較高的粘度，而且以1:1.005的粘度最大，所以選擇了這個配比作為實驗的配比。對每一種聚酰亞胺來說，高溫法制得的聚酰胺酸的粘度一般大于化學法制得的聚酰胺酸黏度，這證明了聚酰亞胺在高溫下

3、分子量有進一步增大。這個性質(zhì)對提高聚酰亞胺的性能很有利。 (2)這四種共聚聚酰亞胺都有很好的溶解性，不僅溶于DMF中，還可溶于低沸點的溶劑三氯甲烷和四氫呋喃中。就柔性基團來說柔性BAPB>TPEQ>0DA>MDA，溶解性也是BAPB>TPEQ>0DA>MDA，這也說明引入柔性基團有有利增加溶解性。高溫法制得的聚酰亞胺的溶解性要優(yōu)于化學法制得的聚酰亞胺。就性能來說高溫法制得的聚酰亞胺性能優(yōu)良，但化學法的工藝要求低，適應性好。

4、 (3)關于高聚物的結構對玻璃化溫度和熔融溫度的影響歸結起來，要提高高聚物的耐熱性主要有三個結構因素，即增加高分子鏈的剛性、使聚合物能夠結晶以及進行交聯(lián)，就是所謂馬克三角原理。一般剛性好，耐熱性較好。四種共聚型聚酰亞胺在460℃上才開始分解。一般高溫法制得的四種共聚型聚酰亞胺的耐熱性好于化學法制得的四種共聚型聚酰亞胺，可能是高溫下形成更穩(wěn)定的結構?？傮w束說耐熱性MDA-6FDA>ODA-6FDA>TPEQ-6FDA>BAPB-6FD，

5、符合剛性好，耐熱性較好。 二、合成三元共聚型聚酰亞胺(BAPP-BTDA-6FDA，0DA-TPEQ-6FD)結果如下： (1)三元共聚型聚酰胺酸具有較高粘度，但一般三元共聚物的粘度小于二元共聚物，這可能是兩種二胺或兩種二酐的反應性不同，共聚后降低了反應能力，不利于生成很大分子量的產(chǎn)物。 (2)三元共聚型聚酰亞胺和二元共聚型聚酰亞胺都很好的溶于三氯甲烷、四氫呋哺、DMF，很好的提高了其溶解性，尤其溶于三氯甲烷和四

6、氫呋喃低沸點溶劑。三元共聚型聚酰亞胺的溶解性要優(yōu)于二元共聚型聚酰亞胺?？傮w來說BAPP-BTDA-6FDA型聚酰亞胺的溶解性要好于ODA-TPEQ-6FDA型聚酰亞胺。 (3)三元共聚型聚酰亞胺在470℃以上才開始分解，這要優(yōu)于二元共聚物。高溫環(huán)化法制得的聚酰亞胺的耐熱性優(yōu)于化學法制得的聚酰亞胺。配比對ODA-TPE0-6FDA型聚酰亞胺的耐熱性影響比較大，對BAPP-BTDA一6FDA型聚酰亞胺很小。 三、三元共聚型聚

7、酰胺酸的粘度小于二元共聚型聚酰胺酸黏度，這可能是兩種二胺或兩種二酐的反應性不同，共聚后降低了反應能力，不利于生成很大分子量的產(chǎn)物。三元共聚物的溶解性要優(yōu)于二元共聚物，除了溶于三氯甲烷、四氫呋喃、DMF外，還可以部分溶于丙酮中?？赡苁枪簿燮茐牧私Y晶結構，有利于溶解性提高。 其中BAPP-BTDA-6FDA(6FDA：BTDA=3：1)型聚酰亞胺的綜合性能最好?？扇芘c溶于三氯甲烷、四氫呋哺、DMF，部分溶于丙酮；Tg236.90℃，