超支化聚酰亚胺的改性研究
聚酰亚胺的改性研究新进展
聚酰亚胺的改性研究新进展聚酰亚胺的改性研究新进展聚酰亚胺(PI)主要有芳香族和脂肪族两大类,脂肪族聚酰亚胺实用性差,实际应用的聚酰亚胺主要是芳香型聚酸亚胺。
这类聚合物有着卓越的机械性能,介电性能,耐热、耐辐射及耐腐蚀等特性。
应用极其广泛。
聚酰亚胺的不足之处是不溶不熔、加工成型难、成本高等。
随着社会和科技的发展,对PI的需求量越来越多,对其性能要求越来越高,对其研究越来越深入,近年来,通过组成、结构改造,共聚、共混等方法改性,大量新型聚酰亚胺高分子材料被合成出来,本文归纳了近十年来国内外在聚酰亚胺改性及应用方面的研究情况。
1 分子结构改造分子结构改造主要有引入柔顺性结构单元、扭曲和非共平面结构、大的侧基或亲溶剂基团、杂环、氟硅等特性原子以及主链共聚等方法1.1引入特殊结构单元的聚酰亚胺在二酐或二胺单体中引入柔性结构单元可提高聚酰亚胺的流动性,提高聚酰亚胺的溶解性、熔融性。
其中主要方法是在单体中引入醚链,有人用二酐醚合成出了PI,该 PI可溶于NMP、DMF、DMAc等强极性溶剂[ ;也有人用含有长的醚链的二胺合成出的PI具有良好的溶解性,可在很多有机溶剂中溶解比]。
而在PI中引入扭曲和非共平面结构能防止聚合物分子链紧密堆砌,从而降低分问作用力,提高溶解性。
通过合成具有扭曲结构的二胺【3]和二酐[ 单体而制得的PI 其溶解性大大的增强,不仅溶于强极性溶剂中甚至可以在一些极性比较弱的溶剂THF中溶解,这是仅仅通过引入柔性基团所办不到的。
同样在大分子链上引入大的侧基或亲溶剂基团,可以在不破坏分子链的刚性的情况下有效降低分子链问的作用力从而提高PI的溶解性。
如Liaw 等人[s]用具有大的侧基的联苯基环己基二胺制备P1,由于这类PI中引入了较大的侧基,从而降低聚合物分子链的堆积密度,溶剂分子容易渗入聚合物内,因此具有良好的溶解性能。
1.2 含氟、硅的聚酰亚胺含氟基团的引入,可以增加聚酰亚胺分子链间的距离,减少分子间的作用力,因而可以溶入许多有机溶剂,同时氟原子有较强的疏水性使聚酰亚胺制品的吸湿率很低,而其有较低的摩尔极化率使得PI的介电常数降低 ]。
不饱和超支化聚(酰胺-酯)中双键的接枝改性
基 金 项 目: 北 大 学 青 年基 金 资助 项 目(0 5 1 河 2 0 Q1 ) 作 者简 介 : 淑 华 (9 1 , , 北 沧 州人 , 北 大 学 在 读 硕 士 研 究 生 , 张 1 8 一)女 河 河 主要 从 事 超 支 化 高 分 子 研 究
Vo . 7 No. 12 2
Ma .0 7 r2 0
不饱 和超 支化 聚 ( 酰胺 一酯 ) 中双 键 的接枝 改 性
张淑华 , 王素娟 , 邵书艳 , 姜春燕
( 北 大 学 化学 与 环 境 科 学 学 院 , 北 保定 河 河 0 10 ) 70 2
摘 要 : 用 水溶 性 A 2 超 支化 聚( 利 B型 酰胺 一酯 ) 中的不饱 和 双键 和 苯 乙烯 单体发 生接枝 共 聚合 反 应 ,
( ol e f h mi r n n i n na S i c, bi i ri , a dn 7 0 2 C ia C l g e s ya dE vr me tl e eHe e Un es y B o ig0 1 0 , hn ) e oC t o n c v t
Abt c: ew tr o beh prrn h du strtd p l(mieetr ( B s at r Th ae— l l yeba ce n auae o a d — e) H P)wa df ae y te su y s smo ictdb h i
维普资讯
第2 7卷
20 0 7年
第 2期
3 月
Hale Waihona Puke 河北大 学 学报 ( 自然 科 学 版 )
J un l f b i i ri ( trl c neE io ) o ra o e Unv s y Naua Si c dt n He e t e i
超支化聚合物改性技术的发展与应用前景
超支化聚合物改性技术的发展与应用前景超支化聚合物是一种在聚合物分子结构中存在多个反应活性基团的聚合物。
通过引入超支化聚合物改性技术,可以改变聚合物的特性,提高其热稳定性、力学性能、粘接性能等,从而拓宽聚合物材料的应用领域。
在过去的几十年里,超支化聚合物改性技术取得了显著的发展,并展现出广阔的应用前景。
首先,超支化聚合物改性技术在材料领域的应用前景广阔。
由于超支化聚合物分子结构中具有多个反应活性基团,可以通过不同的反应途径和化学结构设计,对其进行改性。
例如,通过引入交联剂或功能性基团,可以提高聚合物的机械性能和耐热性能。
同时,超支化聚合物还可用于控制多相体系的相容性,提高材料的可加工性和界面性能。
这使得超支化聚合物在塑料、橡胶、涂料、胶粘剂等领域具有广泛的应用前景。
其次,超支化聚合物改性技术在环境保护领域具有重要的应用价值。
随着环境问题的日益严重,对于绿色和可持续发展的需求也越来越迫切。
超支化聚合物作为一种可控的高分子材料,其改性技术可以使材料具有可降解性、回收性和可再利用性。
例如,通过将超支化聚合物与生物降解材料相结合,可以制备出具有良好机械性能且具备可降解性的材料,从而减少对环境的负面影响。
此外,超支化聚合物改性技术还在能源领域具有巨大的潜力。
由于超支化聚合物具有较高的反应活性,可以在其分子结构中引入导电基团,使其具备导电性。
这使得超支化聚合物可以应用于锂离子电池、超级电容器等能源储存器件中,提高其电化学性能。
此外,超支化聚合物还可用于光电器件领域,如太阳能电池、有机发光二极管等,提高器件的效率和稳定性。
然而,超支化聚合物改性技术也面临着一些挑战和难点。
首先,制备高质量的超支化聚合物仍然是一个困难的问题。
由于超支化聚合物分子结构的复杂性,高分子合成反应的条件和操作要求较为苛刻,制备过程中易产生杂质,导致产品性能下降。
其次,超支化聚合物改性技术的应用需要与其他功能性材料相结合,提高材料的综合性能。
聚酰亚胺的改性
聚酰亚胺的改性李友清1 刘 丽2 刘润山2(1.中国海洋石油南海西部石油振海实业公司,深圳518067)(2.湖北省化学研究院,武汉430074)摘 要 本文介绍了旨在克服聚酰亚胺某些性能缺陷的改性产品,其中包括可溶型、透明型、低热膨胀型、共缩聚型、功能型、高粘接型、加成型聚酰亚胺和聚酰亚胺/无机纳米复合材料等品种的研究动向,指出目前应重点研究聚酰亚胺/无机纳米复合材料。
关键词 聚酰亚胺,改性,复合材料R esearch trend in modif ication of polyimideLi Y ouqing1 Liou Li2 Liou Runshan2(1.Zhenhai Industry&Commerce Co.CON HW,Shenzhen518067)(2.Hubei Research Institute of Chemistry,Wuhan430074)Abstract Developments achieved in the research of modified ployimide products to remove some defects of polyimide are introduced.Such products include solvable,transparent,low-thermal expansion,functional,high binding and processing varieties,as well as polyimide/inorganic nanocomposite materials.It is also pointed out that the research of polyimide/inorganic nanocomposite materials should be highlighted today.K ey w ords polyimide,modification,composites 聚酰亚胺(PI)是一类以酰亚胺环为特征结构的聚合物。
PLA扩链/支化改性研究
中图分类号 : T Q3 2 O . 6 6
文献标 识码 : A
文章编号 : 1 0 0 1 . 3 5 3 9 ( 2 0 1 3 ) 1 2 . 0 0 3 2 . 0 4
Re s e a r c h o n PLA Ch a i n Ex t e n s i o n/Br a n c h i n g Mo d i i f c a t i o n
s ma l l mo l e c u l a r we i g h t wa s a d d e d t o i n c r e a s e t h e mo l e c u l a r c h a i n l e n g t h a n d d e g r e e o f b r a n c h i n g o f PL A. Th e e f f e c t o f c h a i n e x t e n d e r o n r h e o l o g i c a l p r o p e ti r e s ,c r y s t a l l i z a t i o n p r o p e r t i e s o f P L A wa s s t u d i e d . T h e r e s u l t s s h o w t h a t a d d i n g c h a i n e x t e n d e r c a n i n c r e a s e t h e a p p a r e n t v i s c o s i t y o f P L A. Th u s i t p r o v e s t h a t t h e mo l e c ul a r we i g h t o f P L A i s e x t e n d e d a n d d e g r e e o f b r a n c h i n g i s i mp r o v e d,b u t mo l e c u l a r c h a i n s o f P LA wi l l b e c r o s s l i n k e d wi t h a h i g h c o n t e n t o f c h a i n e x t e n d e r ,r e s u l t i n g i n a p o o r p r o c e s s a b i l i t y o f P L A. Th e o p t i mu m v a l u e o f c h a i n e x t e n d e r i s l e s s t h a n 1 %.
聚酰亚胺薄膜表面改性研究进展
聚酰亚胺薄膜表面改性研究进展黄 培,阙正波,蒋 英,王晓东(南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,南京210009)摘要 聚酰亚胺薄膜因表面光滑和亲水性差,导致其粘接性能低,有必要对其进行表面改性。
从聚酰亚胺薄膜表面性质出发,详细介绍了酸碱处理、等离子处理、离子束和表面接枝等几种不同的聚酰亚胺薄膜表面改性方法及其研究进展。
通过这些改性方法,聚酰亚胺薄膜表面与其他材料的粘接性能得到显著提高。
关键词 聚酰亚胺薄膜 表面改性 表面处理中图分类号:TQ245.1 文献标识码:AR esearch Development of Surface Modif ication of Polyimide FilmHU AN G Pei ,QU E Zhengbo ,J IAN G Y ing ,WAN G Xiaodong(State Key Laboratory of Materials 2Oriented Chemical Engineering ,Nanjing University of Technology ,Nanjing 210009)Abstract Due to their hydrophobic surfaces and poor adhesion ,it is essential to modify polyimide surfaces.Based on the surface properties of polyimide film ,the development of surface modification methods of polyimide films ,such as acid 2base treatment ,plasma treatment ,ion beam and grafting modification are introduced and reviewed.Ad 2hesion between polyimide film and other materials is enhanced by these modification methods.K ey w ords polyimide film ,surface modification ,surface treatment 黄培:男,1967年生,博士,教授 E 2mail :phuang @0 引言聚酰亚胺(Polyimide ,简称PI )薄膜以其优异的机械性能、耐高温性能、耐辐射性能、低介电常数和高电阻率等优异性能,广泛应用于微电子行业作为介电空间层、金属薄膜的保护覆盖层和基材,尤其用于挠性覆铜板领域[1-3]。
超支化聚合物(HBPs)改性环氧树脂的研究进展
陈 珂 龙 ,张 桐 ,崔 溢 ,王 智 勇 (中国航发北京航空材料研究院 隐身材料重点实验室,北京 100095)
CHEN Kelong,ZHANG Tong,CUIYi,WANGZhiyong (KeyLaboratoryofScienceandTechnologyonStealth Materials,
Hale Waihona Puke 环氧树脂因其良 好 的 工 艺 性、固 化 后 较 好 的 力 学 性 能 和 尺 寸 稳 定 性 而 广 泛 用 于 涂 料 、胶 黏 剂 、半 导 体 封 装材料、混凝土改 性 以 及 高 性 能 复 合 材 料 等 领 域。 但 是 ,由 于 环 氧 树 脂 固 化 后 脆 性 大 ,在 实 际 应 用 中 抗 冲 击 强 度 差 。 此 外 ,因 固 化 后 含 有 大 量 极 性 基 团 ,其 耐 候 性 和耐湿热性较差。为了弥补环氧树脂在应用中的上述 缺 陷 ,从 20 世 纪 80 年 代 开 始 ,环 氧 树 脂 改 性 成 为 一 个 研究热点,研究者们 相 继 开 发 出 多 种 增 韧 剂 或 者 改 性
AECCBeijingInstituteofAeronauticalMaterials, Beijing100095,China)
摘要:超支化聚合物在不影响工艺性的前提下对环氧树 脂 有 明 显 的 增 强、增 韧 作 用。 本 文 主 要 概 述 了 超 支 化 聚 合 物 对 环氧树脂力学性能、耐热性能的影响,主要包括:聚酯超支化聚合物改性环氧树脂、聚酰胺/聚酰亚胺/聚乙 烯 亚 胺 超 支 化 聚合物改性环氧树脂、有机硅超支化聚合物改性环氧树脂以及其他超支化聚合物改性环氧树脂等。此外,还 指 出 了 目 前 超支化聚合物改性环氧树脂的缺点以及未来的发展方向。当前限制 HBPs在环氧树脂改性领域内大规 模 应 用 的 主 要 缺 点在于大多数 HBPs合成步骤繁琐复杂,合成成本较高。鉴于此,在 未 来 随 着 更 简 单、绿 色 的 合 成 方 法 的 出 现,HBPs在 其他新兴领域以及改性树脂中的应用会越来越广泛。 关 键 词 :超 支 化 聚 合 物 ;环 氧 树 脂 ;改 性 ;增 强 增 韧 犱狅犻:10.11868/j.issn.10014381.2018.000395 中 图 分 类 号 :O631.1 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :10014381(2019)07001108
改性聚酰亚胺气体分离膜专利技术分析
改性聚酰亚胺气体分离膜专利技术分析摘要:聚酰亚胺是一种重要的气体分离膜材料,本文详细分析了专利技术中为了提高聚酰亚胺的气体分离性能所采用的改性方法。
关键词:聚酰亚胺;气体分离;改性前言聚酰亚胺(PI)是一类含亚胺杂环的聚合物,由于具有良好的热稳定性、化学稳定性、机械性能和较高的自由体积,使其表现出良好的气体选择性和渗透能力,在气体分离领域得到广泛应用[1,2]。
然而,聚酰亚胺在高压下的塑化现象会使聚酰亚胺的分离系数大大降低,从而影响混合气体的分离[3]。
为了进一步提高膜的气体分离性能,国内外专利申请中采用多种方法对聚酰亚胺进行改性,包括引入特定基团、共聚、支化等对聚酰亚胺的分子链结构进行调整,也可以通过物理、化学方法对聚酰亚胺气体分离膜进行改性,并将改性后的聚酰亚胺制备成中空纤维膜用于气体分离。
1含特定基团的聚酰亚胺聚酰亚胺是由芳香族或脂肪环族四酸二酐和二元胺缩聚得到的芳香环或者脂肪环高聚物。
二酐和二胺的化学结构是影响其透气性的主要因素,通过合成含有特定官能团的二胺单体(CN102731782A,CN104356011A)或者二酸酐单体(US 4705540A1,CN107913580A,CN1041373A),可获得高性能的聚酰亚胺气体分离膜材料。
其中,氟原子由于具有较大的电负性、较小的原子半径、较低的摩尔极化率等,合成含氟的二胺或二酸酐单体,并且将含氟基团(如-CF)引入聚酰亚胺分3子链上,可以增大自由体积和分子主链的刚性,同时减小了分子间作用力,使得含氟聚酰亚胺具有良好的溶解性,优异的化学稳定性和机械性能以及对气体的高透过性与选择性,如US4705540A1,US5042992A1,US5591250A1,CN101560156A,CN101591277A,CN104356383 A等。
JPS6242723A、JP63166415A等公开了分子主链上含有砜基、吡啶基团的聚酰亚胺具有很好的气体分离性能,可用于CO2的分离。
低介电常数改性聚酰亚胺材料的研究进展
05018功 燧 讨 科 2021年第5期(52)卷文章编号:1001-9731 (2021 )05-05018-07低介电常数改性聚酰亚胺材料的研究进展*黄兴文朋小康刘荣涛廖松义12,刘屹东12,闵永刚12(1.广东工业大学材料与能源学院,广州510006; 2.东莞华南设计创新院,广东东莞523808)摘 要: 聚酰亚胺(PI )广泛应用于电子集成电路的绝缘材料领域。
随着电子通信行业的不断更新换代,信号传输频率逐渐往高频发展(例如5G 通讯),为了满足信号传输速度快、介电损耗低的要求,需要不断地降低印刷线路板(PCB )绝缘材料的介电常数。
常规聚酰亚胺介电常数偏高,不适合直接用于PCB 的绝缘材料,为满足未来5G 高频通信要求,必须对其进行改性,因此本文综述了低介电常数聚酰亚胺改性的研究进展,并对其进行了展望。
关键词:改性聚酰亚胺;高频通信;低介电常数;低介电损耗;5G 通讯中图分类号:TM215.3 文献标识码:A DOI :10.3969/j.issn.1001-9731.2021.05.0040引言聚酰亚胺是指一类含有酰亚胺环的聚合物⑴,由 二酐和二胺经过逐步聚合反应、亚胺化而成,其分子通 式如图1所示。
美国杜邦公司首次商业化聚酰亚胺,商品名为Kpton,到现在聚酰亚胺已经衍生了很多的产品,如联苯型聚酰亚胺⑵和硫醚型聚酰亚胺[]等等。
聚酰亚胺由于具有耐高温、耐电晕、耐辐射性、高强度、高绝缘、低吸湿率、低介电常数和低介电损耗等优异的 综合性能,作为特种高分子材料被广泛应用于印刷线路板的绝缘领域。
图1聚酰亚胺分子通式Fig 1 General polyimide molecular formula对于高频天线用的印刷线路板,其信号传输速度 与材料的介电常数成反比关系,可用以下公式来描述⑷:“ C 0其中V 为传输速率,C 。
为真空光速为材料介电常 数,从式可以看出相对介电常数越小,信号传输速度越快;而另一方面介电损耗则与介电常数成正比关系[5],介电常数越大,损耗也越大。
超支化聚(酰胺-酯)的端基光致变色改性研究
Vol.18 2005年6月功能高分子学报Jour nal of Functi onal Pol y m ersNo.2Jun.2005超支化聚(酰胺-酯)的端基光致变色改性研究。
丁海涛。
巴信武。
王素娟张书文C河北大学化学与环境科学学院河北保定071002>摘要!采用丁二酸酐~三羟甲基氨基甲烷为主要原料先在冰水浴条件下合成AB3型单体然后进行熔融缩聚制得超支化聚C酰胺-酯>C~BP>最后用4-C4,-二甲氨基苯基偶氮>苯甲酸对~BP的末端羟基进行功能化改性得到了一种具有光致变色和酸碱变色性的~BP;用紫外光谱对改性超支化聚C酰胺-酯>的变色性进行了研究结果表明:随紫外光照时间延长紫外吸收强度增加;随p~值增大紫外吸收波长向短波方向移动关键词!改性超支化聚C酰胺-酯>;光致变色;酸碱变色中图分类号!TO630.4文献标识码!A文章编号!1008-9357C2005>02-0180-05超支化聚合物具有三维准球状立体结构和大量的活性末端基团[1I0这些活性末端基对超支化聚合物的粘度~溶解性~热稳定性~玻璃化温度~分子量等性能有很大影响[2I0利用不同物质与超支化聚合物活性末端基进行反应可在超支化聚合物末端基引入其他基团得到具有不同性质如荧光~液晶~电磁~光致变色等功能性的超支化聚合物[3I0偶氮类光电信息材料是目前国际上十分活跃的研究课题[4I0早在1937年~artl e y[5I发现光可使偶氮苯发生顺反异构化从而产生光致变色01983年Todor ov[6I等首次提出利用偶氮苯聚合物在光异构时产生的双折射或双色性能作光存储材料0由于一般有机类的偶氮苯及其衍生物热稳定性和材料的加工性能差为了提高其性能通常将偶氮苯衍生物制成高分子材料0偶氮苯聚合物的光致各向异性~光致变色等功能使其在光信息存储~光放大~光电子学等方面展示了巨大的应用潜力0本文首先以三羟甲基氨基甲烷和丁二酸酐为原料合成了一种超支化聚(酰胺-酯)(~BP)[7I然后再用4-(4,-二甲氨基苯基偶氮)苯甲酸对~BP的活性末端基进行功能化改性合成了具有光致变色和酸碱变色性的~BP并对其光致变色及酸碱变色性进行了研究01实验部分1.1试剂和仪器丁二酸酐:分析纯天津市巨能化学有限公司;三羟甲基氨基甲烷:分析纯北京益利精细化工化学品有限公司;无水甲醇:分析纯北京益利精细化工化学品有限公司;对甲苯磺酸:分析纯北京西中化工厂;吡啶:分析纯北京益利精细化工化学品有限公司;4-(4,-二甲氨基苯基偶氮)苯甲酸(DABCYL):参照文献[8I合成0FTS-40傅立叶变换红外光谱仪(B I O-RAD公司);UV-265紫外分光光谱仪(日本岛津公司);P~S-3B精密p~计(上海雷磁仪器厂)01.2测试方法1.2.1羟值测定准确称取一定量超支化聚(酰胺-酯)试样于250mL锥形瓶中准确加入乙酰化试剂(醋酐和吡啶按体积比1/3混合)加热回流0.5h使~BP末端羟基乙酰化冷却至室温后加入蒸馏水使过量的醋酐水解0在剧烈振荡下以酚酞为指示剂用0.100mol/LKO~水溶液滴定至刚出现粉。
超支化高分子材料的制备与性能研究
超支化高分子材料的制备与性能研究近年来,超支化高分子材料因其独特的结构和优良的性能,在材料科学领域引起了广泛关注和研究。
本文将从超支化高分子材料的制备方法、性能特点以及应用前景三个方面进行论述。
一、超支化高分子材料的制备方法1.1 超支化聚合物超支化聚合物是一种通过将三元化合物引入聚合物体系而生成的高分子材料。
其制备方法主要包括层次聚合法、交融聚合法和交联聚合法。
层次聚合法是通过连续进行单体的加入和聚合反应,使聚合物分子中分支化位点的数目逐渐增加;交融聚合法是通过两个或多个高分子体系之间的相互反应形成高分子交融聚合物;交联聚合法则是通过引入多官能团单体,并与聚合物体系进行交联反应,形成三维交联结构。
1.2 超支化共聚物超支化共聚物是通过交联或交融的方法将两种或多种不同的单体聚合反应进行堆叠形成的高分子材料。
常用的制备方法包括交融共聚法、交联共聚法和交叉交联共聚法。
交融共聚法是指将两个或多个单体共聚反应进行交替进行,形成交融的共聚物;交联共聚法通过引入具有活性官能团的单体,并与其他单体进行交联反应形成共聚物;交叉交联共聚法则是通过将一个单体聚合物和另一个单体共聚反应形成两种单体的串联交联结构。
二、超支化高分子材料的性能特点2.1 强度与刚度由于超支化高分子材料中存在大量的分支结构,使得材料的强度和刚度得到显著提高。
与线性聚合物相比,超支化高分子材料的强度更高,具有更好的载荷传递和抗拉伸性能。
2.2 热稳定性超支化高分子材料具有较高的热稳定性能,能够在高温条件下保持结构的完整性和性能稳定性。
这得益于分子分支结构的存在,可以阻止分子链的无序聚集和链状滑移,提高材料的耐热性。
2.3 功能化特性超支化高分子材料通过引入不同的官能团单体,可以赋予材料以特殊的功能化特性。
例如,通过引入含氟单体可以提高材料的耐腐蚀性能;引入含有吸波基团的单体则可以赋予材料良好的电磁波吸收性能等。
三、超支化高分子材料的应用前景超支化高分子材料具有广泛的应用前景,尤其在高分子材料的领域中具有重要意义。
聚酰亚胺共混和复合改性的研究进展
系统考 察了工 况 ( 温度、 速度及 载荷 )
对 P I T /CF 复合材料摩擦磨损行为的影响。研究 表明 , 随着 温度升高 , 分子链相对滑 移能力 增强 , 体现出 良好的 自润 滑 特性 , 复合材料的摩擦系数和磨损率均有所下降 , 而载荷、 速 度及其交互 作 用对 材料 摩擦 磨损 行 为影 响不 显 著。 PI /CF 复合材料具备了高强度、 高模量、 耐高温 、 耐辐射且质轻 的综 合性能 , 因而特别适用于军事和航天领域如制造航天发 动机 的涡轮叶片等。 2. 2 P I /GF 复合材料 G F具有优良的力学 性能、 较好的耐热性、 良好的介 电性 能 , 是雷达罩等复 合材料制品中最常用 的增强体。 PI /G F 复 合材料综 合了 P I和 G F 各自的优 点 , 可 作为大功 率、 耐 高温 透波复合材料而获得应用。华向阳 等 [ 12] 采用 薄膜镶嵌 法制 备了短切 GF 增强 P I复合材料 P I /GF - 3 和 P I /GF - 9, 所用 P I单 体为二 苯 酮四 酸 二 酐 ( BTDA ) 、4, 4 二 氨 基二 苯 甲 烷 ( M DA ) 和降冰片 烯二 酸酐 ( NA ), 所 制复 合材 料 P I /GF - 3 和 P I /GF - 9在 23 时的 弯曲 强 度分 别为 252 M Pa 和 305 M Pa , 250 下的弯曲强 度分别 为 200 M Pa 和 234 M P a 。 N go 等 [ 13] 用感光 GF 布浸渍 P I( 6FDA /DM DE) 制备了 P I /感 光性 G F复合 材料 , 其折射 率为 1. 57, 拉伸弹性 模量 为 3. 5 GPa , 在光学领域具有很高的应用价 值。詹茂盛等
聚酰亚胺的研究概况.doc
聚酰亚胺的研究概况.doc高分子材料学(论文)题目:聚酰亚胺的研究概况化工学院高分子材料科学与工程专业学号班级材料1102学生姓名指导教师二〇一四年五月聚酰亚胺的研究概况摘要:聚酰亚胺(PI)作为一种综合性能优异的材料,已被广泛的应用。
本文首先对聚酰亚胺的发展历程,国内目前聚酰亚胺的发展状况做了简单介绍。
其次介绍了聚酰亚胺目前比较重要的几种合成方法,着重介绍了聚酰亚胺的性能以及针对其优良的性能聚酰亚胺目前的应用领域。
最后,针对聚酰亚胺存在的缺点,根据国内外一些研究状况,列举了目前比较重要几种改性方向。
通过本文的介绍,可以对聚酰亚胺有一个系统的认识。
关键词:发展历程;合成;性能;应用;改性Abstract: As a comprehensive performance excellent material, polyimide (PI) has been widely used. Firstly, the paper makes a brief introduction about the development process of polyimide, and the current domestic development condition. Secondly, it introduces several more important synthetic methods about the polyimide, and then introduces the properties of the polyimide and its e current applications. Finally, according to its shortcomings and some research at home and abroad, the paper cites several relatively important direction of the current modification. Through the introduction of this article,you can have a good systematic understanding of polyimide.Key Words:development process;synthetic; properties; applications; modification引言随着航空航天,电子信息工业,汽车工业与家用电器等工业的蓬勃发展,对材料的要求越来越高。
聚酰亚胺的改性研究
聚酰亚胺的改性研究聚酰亚胺是一种半刚性分子,具有独特的机械、热学、电学和化学性能。
聚酰亚胺主要应用于航空、汽车、电子电器、建筑、纺织、医疗器械、体育用品等领域,并逐步渗透到人们生活的方方面面。
本文对聚酰亚胺进行改性研究。
聚酰亚胺作为结构新颖的高性能材料,是具有广阔发展前景的功能性高分子。
虽然聚酰亚胺有着很多优点,但其耐热性较差、成型加工性较差,以及制备工艺的特殊性使得其市场应用受到了限制。
为提高聚酰亚胺的综合性能,开发出功能化聚酰亚胺新材料,将是未来聚酰亚胺研究的重要课题。
目前国内外已报道的聚酰亚胺改性研究大多数针对材料的力学性能改性。
2.3非等温结晶聚合的聚合物溶液3.2光致老化聚合的聚酰亚胺(PFA),这种聚酰亚胺可望有较好的稳定性,且透明性好,是用于透明薄膜的原料,而目前由于技术的不成熟,无法获得满意的透明度,其在医疗器械上的用途受到极大限制。
可见,采用改性的方法克服聚酰亚胺的不足十分必要。
3.3光致老化的PFA聚合物在水中经120 ℃处理3天后,可以观察到聚合物的玻璃化转变温度从68 ℃降至51 ℃,而且其收缩率随时间减少,老化损失减少,这说明光致老化的PFA材料经过处理后,即使长期放置也不会有明显的降解现象,可以有效地延长其保存期,在医疗器械方面的用途较有前景。
但是,由于光致老化的PFA(室温→100 ℃)聚合物没有聚酰亚胺的高韧性,难以做成柔软易弯曲的弹性件,且生产周期长、加工成本高。
另外,还存在成本较高、实用性差的问题。
目前,已有了用UV(320~400nm)照射聚合物溶液进行改性的研究,但是在这方面尚缺乏完善的理论指导,尚需深入研究。
4聚酰亚胺材料的制备4.1简介聚酰亚胺是一种半刚性分子,具有独特的机械、热学、电学和化学性能。
聚酰亚胺主要应用于航空、汽车、电子电器、建筑、纺织、医疗器械、体育用品等领域,并逐步渗透到人们生活的方方面面。
本文对聚酰亚胺进行改性研究。
4.2聚酰亚胺改性研究现状在以往的研究中,聚酰亚胺的改性主要侧重于单体改性,通过共聚或嵌段共聚反应合成聚酰亚胺及其衍生物。
超支化聚(酰胺-酯)的合成及其改性
1 实 验
1 1 试 剂 与 仪 器 .
试 剂 : N一二 甲基 甲酰 胺 ( MF ( N, D ) 分析 纯 ) 上 海 化 学试 剂 站 中心 化 工 厂 ; , 吡啶 ( 分析 纯 ) 北 京 化 工 ,
厂 ; 苯二 甲酸酐 ( 析纯 ) 邻 分 ,天津市 化学 试剂一 厂 ; 乙醇 胺 ( 析纯 ) 天 津市科 密 欧化 学试 剂 开发 中心 ; 二 分 , 甲醇 ( 分析 纯 )沈 阳市 华东试 剂 厂 ; 八酸 ( , 十 化学 纯 ) 人 民化 工厂 ; 酮 ( 析 纯 ) 长春 市 试剂 厂 ; 酸酐 , 丙 分 , 醋
收 稿 日期 :0 6一O 20 4—2 ; l 审稿 人 : 马春 曦 ; 辑 : 雅玲 编 陆 基 金 项 目 : 龙 江 省 自然科 学 基 金 项 目( 20 —2 )黑 龙 江 省 教 育 厅 科学 技 术 研 究 项 目( 1 10 0 黑 TB 0 5 5 ; 1531) 作 者 简 介 : 晓 非 ( 96 )男 , 教 授 , 要 从 事 催 化 剂及 油 田化 学 方 面 的 研 究 . 赵 16一 , 副 主
排, 2个羟 烷基 酰胺 之间 也会发 生 副反应 , 致使 相 对分 子 质 量增 加 而失 去控 制 , 出现 凝 胶.文 中 以邻 苯二 甲酸酐 和二 乙醇胺 为 原料 , 通过 A 型缩 聚反应 合 成 了端 基 为 羟基 的超 支 化 聚 ( 酰胺 一酯 ) 可有 效 地避 , 免凝胶 化 的产生 , 并对 该产 品进 行 了改性研 究.
维普资讯
大
庆
石
油
学
院
学
报
第 3 O卷
V o1 30 .
第 6 期 2 0 0 6年 l 2月
聚酰亚胺多孔材料的制备与性能研究
由于聚酰亚胺薄膜在气体分离方面表现出较高的选择透过性,但气体的透过 速率很慢,缺乏实用价值1101。将其制成聚酰亚胺多提高了分离效率。用一种表面无孔的聚酰亚胺多孔薄膜分离气体,如氧/氮、 二氧化碳/氮等,其气体透过量要远远大于渗透蒸发膜。美I国Upjohn公司用聚酰 亚胺P12080制成不对称渗透膜,可以从芳香族溶剂中分离芳烃,也可以从芳烃中 分离出不同的异构体。这种渗透膜是将20%的P12080溶于80%的二氧六环/DMF 溶液,经一定处理后形成的凝胶状渗透膜。利用P12080制成的选择性超滤膜, 可以将烃类燃料(汽油、煤油等)中有害的腊状物去除,提高了使用过程中的安 全性【¨l。由于聚酰亚胺本体具有耐热和耐有机溶剂性能,因而聚酰亚胺多孔膜在 有机液体和气体分离上具有特别重要的意义。
上述性能在很宽的温度范围和频率范围内都比较稳定,这是聚酰亚胺的显著 特点。此外,聚酰亚胺还具有耐低温、膨胀系数低、阻燃以及良好的生物相容性。
由于聚酰亚胺具有优越的综合性能,合成途径较多并可用多种方法加工成 型,因此能够加工成薄膜、涂料、基体树脂、复合材料、纤维、胶粘剂、模塑料、 多孔材料等多种形式,广泛使用于航空、航天、军事、机械、化工、电子、电器、 微电子等高技术领域,同时也应用于各种机械、仪器仪表、家电、汽车、高性能 绝缘材料等领域。 1.1.2聚酰亚胺多孔材料的特性与应用[3-S]
浙江大学博士学位论文
持86%;某些聚酰亚胺纤维经lxl010tad快电子辐射后,其强度保持率为90%。
(5)良好的介电性能。通常聚酰亚胺的介电常数小于3.5,如果在分子链 上引入氟原子,介电常数可降到2.5左右,介电损耗约为lo_3,介电强度为100 —300 kV/mm,体积电阻为1015琊Q·cm。
4
超支化聚合物的机理和应用分析
超支化聚合物的机理和应用分析1. 引言1.1 超支化聚合物的概念超支化聚合物是一种高分子化合物,具有非线性、多支链的结构。
它是一种特殊的聚合物,在分子链的末端或主链上引入分支单元,使得分子呈现出树枝状或多支链的结构。
超支化聚合物通常具有高分子量、高度交联、较高的孤平衡引力和较高的分枝度。
这种独特的结构使得超支化聚合物具有许多优越的性能,如较高的热稳定性、耐磨性、耐化学腐蚀性等。
超支化聚合物的研究意义在于探索和开发新型高性能材料,提高传统聚合物材料的性能,并拓展聚合物在医药、环保等领域的应用。
超支化聚合物的独特结构和性能为其在材料科学和工程领域的应用提供了广阔的发展空间,有望成为未来高性能材料的重要研究方向之一。
深入研究超支化聚合物的合成、结构与性能,探索其在不同领域的应用潜力,对于推动材料科学领域的发展和创新具有重要的意义。
1.2 超支化聚合物的研究意义超支化聚合物的研究意义在于其具有创新性和多功能性,可以为现代材料科学和工程技术领域带来更多的可能性和发展机遇。
超支化聚合物具有更高的分子量和分子密度,使其在材料设计和制备中具有更好的性能表现。
超支化聚合物具有独特的结构与功能,能够实现不同领域的定制化需求,广泛应用于材料、医药和环保领域。
超支化聚合物具有更好的热稳定性和耐化学腐蚀性能,能够满足高温、高压和腐蚀等苛刻环境条件下的需求。
超支化聚合物的研究意义不仅在于其为材料科学领域带来的创新性和多功能性,还在于其为促进产业升级和技术进步提供了重要的支撑和保障。
随着社会经济的不断发展和科技水平的不断提升,超支化聚合物的研究意义将会得到更广泛的认可和应用。
2. 正文2.1 超支化聚合物的合成方法超支化聚合物的合成方法包括自由基聚合法、离子聚合法、配位聚合法、酯交换聚合法等多种方法。
自由基聚合法是最常用的一种方法。
在这种方法中,通常使用引发剂引发单体的聚合反应,生成线性聚合物后再进行超支化处理。
离子聚合法则是通过引入离子源来促进聚合反应,形成超支化聚合物。
TAP-BPDA超支化聚酰亚胺的制备及性能
BPDA an that
wofa as n2h:y3d.ridAen-dte rtmh eingaltaesds
transition temp polyimides. All
eratur of the
es ( $g) and 5% polyimides show
e
weight loss d excellent
链缠结、 或 不 结 晶 、低溶液和熔 度 ,
佳的耐
、 溶剂 介电性能。这既 了聚酰亚胺优异的 ,
定性, 决了其溶解性差的问题。
研 究 用 3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐(BPDA)和2,4,6-
三氨基嘧啶(TAP)采用二步法合成了一系列超支化聚酰亚
胺 。采用不同 的 的二酐和三胺缩聚合成了氨基终
Key words hyperbranched polyimides,synthesis, molecular weight,solubility, thermal property
〇 引言
芳香族聚酰亚胺具有优异的 定性和力学性能、较
的介电常数、良 的 耐 溶 剂 性 等 优 点 ,在 空 等领域得到
)四 科技计划项目(2019YJ0376) This worlc was financially supported by the Science and Technology Project
different HBPIs’
terminated structures
groups were prepared and performance were
based chara
on BPDAa cterized by
nd 2 ,4 Fourier
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于甲氧基或乙酰基封端的星形聚合物 ;这类星型聚 合物薄膜具有良好的气体渗透性 ,相比于 N2 和 H2 ,
CO2 在其上的渗透性更佳 ,但该薄膜的气体渗透性 只稍优于 PEO 和 PI 的共聚物薄膜 ,这可能是由于它 们的膜结构形态不同所造成 。
Makita 等[10] 将自己合成的 HBPI 的酐端基依次 经甲酯化和甲基丙烯酸二缩水甘油酯化后 ,再与顺2 1 ,2 ,3 ,62四氢邻苯二甲酸酐 ( THPA) 反应得到一种碱 性显影的光敏 HBPI( HBPI( TAPE2DSDA) 2MA2CA) ,产 率为 68 % —76 % ,FT2IR 和1 H NMR 验证了其确为目 标产物 。DSC 测试结果表明该改性 HBPI 的 Tg 在 300 ℃以上 ;而其 TGA 图中 ,由于甲基丙烯酰端基和 羧酸端基的存在 , 从 150 ℃就开始出现失重现象 。 当显影液由 74wt %的 HBPI ( TAPE2DSDA) 2MA2CAA 和 2212wt %的三甲基丙烷三丙烯酸酯以及 318wt % 的光 敏 引 发 剂 Irgacure 907 组 成 时 , 紫 外 光 照 射 (1 000mJΠcm2 ) 下其线状图案的分辨率为55μm ,立体 图案的分辨率为275μm。
性 ( T5 % ) ; 且该杂化膜对 CO2 、O2 、N2 和 CH4 等气体 具有良好的渗透性 ,这是由于大的末端改性基团使 其自由体积 ( FFV) 增大 ,引起扩散能力增强 。此外 这种经端基改性的杂化薄膜因其对 CO2ΠCH4 具有特 别优异的气体选择性而广泛应用于高性能气体分离 膜领域 。
Yin 等[9] 用聚环氧乙烷 ( PEO) 系列物来分别改 性 4 ,4′2六氟亚异丙基邻苯二甲酸酐Π三 (42氨基苯 基) 胺 (6FDAΠTAPA) 型 HBPI 的酐端基 ,从而合成了 一系列以 PEO 为臂 ,HBPI 为核的星形聚合物 。研究 结果表明 :以氨丙基封端的星形聚合物的溶解性优
第 21 卷 第 7Π8 期 2009 年 8 月
化 学 进 展
PROGRESS IN CHEMISTRY
Vol . 21 No. 7Π8 Aug. , 2009
超支化聚酰亚胺的改性研究 3
陈文求 杨小进 李全涛 易昌凤 徐祖顺 3 3
(湖北大学材料科学与工程学院 武汉 430062)
摘 要 超支化聚酰亚胺 ( HBPI) 因其独特的结构特征 、优异的理化性能和广泛的应用价值而备受关 注 ,其改性研究更是该领域的重点和热点 。本文综述了 HBPI 近年来的改性研究以及最新进展 ,重点介绍了 官能团改性 、与无机纳米粒子杂化改性 、与有机聚合物复合改性 、交联改性以及引入其他特殊结构单元的改 性方法 ,并对其表征和应用进行了相关概述 。
Key words hyperbranched polyimide ( HBPI ) ; functional group modification ; compound modification ; crosslinking modification
Contents
1 Introduction 2 Functional group modification of HBPI 3 Composite modification of HBPI 4 Crosslinking modification of HBPI 5 Other modification of HBPI 6 Conclusion
Suzuki 和 Yamada[11] 研究了用 32氨基丙基三甲 氧基硅烷 (APTrMOS) 对 4 ,4′2氧双邻苯二甲酸酐Π1 , 3 ,52三 (42氨基苯氧基) 苯 (ODPAΠTAPOB) 型 HBPI 前 驱物的末端进行改性 。结果表明 :这种端基经改性 的 HBPI 杂化薄膜具有良好的耐热性 ( Tg) 和热稳定
理化性能 ,如溶解性好 、无链缠结 、难以或不结晶 、低 溶液和熔体黏度 ,以及极佳的耐热 、耐溶剂和高介电 等性能而得到广泛的关注和研究 ,现已开发并主要 应用于气体分离膜和渗透膜等膜材料 ,以及其它如 光敏 、光波导 、液晶 、传感器 (检测电极) 和介电材料 等高新技术材料领域[1 —3] 。但是由于 HBPI 分子链 的刚性和强相互作用力 ,使其难溶 、难熔 (甚至不溶 、 不熔) 以致难以加工 ,从而大大限制了其应用[4] 。因 此 ,对 HBPI 进行改性 ,在保持自身优越综合性能的 前提下 ,使其某些性能得到改善 ,或引入功能基团使 其功能化一直是这个领域的研究重点和热点[1 ,5] 。 本文归纳了近年来国内外在 HBPI 改性研究及其应
他们[8] 还研究了这类 HBPI 的酐端基依次经对 氨基苯酚和肉桂酰氯改性处理 ,发现其热稳定性能 良好 ( T10 %高达 517 ℃) ,且溶解性能也极佳 ,甚至能 溶解于丙酮和氯仿 。另外 ,这种外端是肉桂酸感光 基团的 HBPI 经紫外线感光后 ,其分辨率低至3μm。 改变肉桂酸感光基团的含量和降低分子量分布 ,其 图形分辨率和紫外感光性能也随之变化 。
的改性研究
·1561 ·
用的最新进展 。
2 HBPI 的官能团改性
超支化聚合物的官能团改性分为端基改性 、支 化单元改性和中心核改性三种[6] 。由于超支化大分 子链外围大量的反应性基团和其三维立体球状结构 有利于进一步的功能化改性 ,因此超支化聚合物的 官能团改性主要集中在端基上 ,即表面官能团的功 能化改性 。这种官能团改性可以通过两种方式 :一 种是在已经合成好的超支化大分子上进行改性 ;另 一种是在缩聚反应的末期加入改性剂来对端基进行 改性 。
·1562 ·
化 学 进 展
第 21 卷
在的应用价值 。
图 1 CF3 末端改性 HBPI[13] Fig. 1 CF3 terminal modification of HBPI[13]
随后 ,他们[14] 又同样用 6FMA 对自己合成的另 外一种新型 HBPI 的端基进行了改性 。研究发现 : 这种 CF3 改性封端的 HBPI 与氨基封端 HBPI (AM2 HBPI) 一样具有优异的热稳定性能和机械性能 ,但 它比 AM2HBPI 具有更优良的气体渗透性 (主要是 O2 和 N2 ) ,而选择性却不及 AM2HBPI ,这可能是由于引 入大的三氟甲基而使其 FFV 增大的缘故 。
Abstract Hyperbranched polyimide ( HBPI) has attracted much attention due to its unique structural characters , excellent physical and chemical properties as well as its widely applied values. And its modification research is the emphases and hotspot in this field. The modification research and recent development of HBPI are reviewed in this paper. Functional group modification , inorganic nano2hybrid modification , organic polymer compound modification , crosslinking modification and some other methods like introducing special structure groups , are emphatically introduced. Characterization and application of HBPI are also summarized.
他们还对 6FDAΠTAPOB 型 HBPI 前驱物的末端 进行了氟改性 ,并考察了其对 HBPI 杂化薄膜的气 体输运性能的影响 。研究表明 :这种端基经 3 ,52三 氟甲 基 苯 胺 ( 6FMA) 和 17 氟 壬 胺 ( 17FN) 改 性 后 HBPI 杂化膜均具有良好的耐热性 、热稳定性和气体 渗透性 (CO2 、O2 和 N2 等) ,特别是对 CO2ΠCH4 具有 优异 的 气 体 选 择 性 而 广 泛 应 用 于 高 性 能 渗 透 分 离膜[12] 。
对于 HBPI ,其表面官能团的改性也主要集中在 酐端基或氨端基的功能化改性上 ,以期获得一种具 有特殊性能和用途的新型材料 。这也是目前 HBPI 改性的主要方法 。
Chen 等[7] 用对氨基苯磺酸与 4 ,4′2六氟亚异丙 基邻苯二甲酸酐Π1 ,3 ,52三 (42氨基苯氧基) 苯 (6FDAΠ TAPOB) 型 HBPI 的酐端基反应制得了一种芳烃磺酸 盐封 端 的 HBPI ( S2HBPI) 。这 类 S2HBPI 经 FT2IR 和1 H NMR 验证确已合成 ;其重均分子量 ( Mw ) 在 10 万以上 ,且分子量分布 ( PDI) 为 415 左右 。S2HBPI 的 耐热性和热稳定性也良好 , Tg 和 T10 % 分别为 235 ℃ 和 428 ℃。这种 S2HBPI 能够很好地溶 解 于 NMP、 DMF、DMAc 和 DMSO 等 强 极 性 溶 剂 以 及 THF 和 CHCl3 等低极性溶剂 ,甚至在甲醇中也能够部分溶 解 。另外它还能缓慢溶解于 5wt %的 Na2 CO3 溶液 , 且随着 pH 值的变化显示出可逆的溶解性 ,即当 pH < 6 时 ,S2HBPI 从 Na2 CO3 溶液中沉淀出来 ;而当 pH 升高到 9 时 ,它又迅速溶于其中 。其离子交换容量 ( IEC) 为017meq·g - 1 左右 。
3 HBPI 的复合改性
HBPI 的复合改性是指以 HBPI 为基体 ,加入适 当的改性剂 ,分散均匀后使其性能得到改善或具有 某些特定功能 。HBPI 复合材料总的来说分为与无 机纳米粒子复合材料 (即通常所说的纳米杂化材料) 和与有机聚合物复合材料两种 。