聚酰亚胺薄膜表面性质研究
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[5] Factor B J, Russell T P, Toney M F . Grazing incidence X-ray scattering studies of thin films of an aromatic polyimide[J]. Macromolecules, 1993, 26(11): 2847-2859.
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实验计划
❖问题讨论
1.不同亚胺化程度薄膜表面能变化情况。 2.薄膜正反两面亚胺化程度。 3.采用原子力显微镜考察正反两面薄膜的粗糙度。
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实验计划
参考文献
[1] 黄玉东. 聚合物表面与界面技术[M]. 北京: 化学工业出版社, 2019. [2] 张雯, 张露, 李家利, 等. 国外聚酰亚胺薄膜概况及其应用进展[J] .绝缘材料, 2019, (2): 21 23.
计算:
( H 1 3 8 0H 1 5 0 0 ) T ( H 1 3 8 0H 1 5 0 0 ) 3 2 0
式中，(H1380/H1500)T是温度为T 时C-N 吸收峰峰高与苯环吸 收峰峰高的比值； (H1380/H1500)320是程序升温至320 ℃时(假 定已完全亚胺化) 两吸收峰峰高的比值。
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研究背景
近年来，研究者采用各种方法来研究聚酰亚胺薄膜表面性 质，如离子和电子显微镜、振动光谱、表面能设备等。
Factor [5]等采用掠射X射线扫描仪研究了旋转涂布制备 的PMDA-ODA体系聚酰亚胺薄膜的表面结构，发现空气面 附近的薄膜比体相更有序，完全固化的聚酰亚胺薄膜的表面
[10] Kaelble DH, Dispersion-Polar Surface Tension Properties of Organic Solids[J] J Adhesion, 1970, 2(2):66-81.
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[6] Zuo M, Takeichi T, Matsumoto A. Surface characterization of polyimide films[J]. Colloid & Polymer Science, 2019, 276(7): 555-564.
[7] Hasegawa M, Matano T, Shindo Y, Sugimura T. Spontaneous Molecular Orientation of Polyimides Induced by Thermal Imidization. 2. In-Plane Orientation[J]. Macromolecules, 2019, 29(24) 7897-7909.
综合文献得，影响聚酰亚胺表面性能的因素有：聚酰亚胺 单体种类、制备工艺以及涂覆基材等等。
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实验计划
❖实验目的
采用红外、接触角仪和原子力显微镜考察亚胺化过程中 聚酰亚胺薄膜表面性能
❖实验材料
均苯四甲酸二酐( PMDA)，纯度≥99. 0%，常熟市联邦化 工有限公司；
4，4’-二胺基二苯醚(ODA)，纯度≥99.5 %，蚌埠族光精 细化工有限责任公司；
N，N’-二甲基乙酰胺(DMAc)，化学纯，上海凌峰化学试 剂有限公司。
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实验计划
❖聚酰亚胺薄膜制备
在烧杯中加入一定量的DMAc 和ODA，搅拌至完全溶解；分批 加入 PMDA，反应6 h后，得到 质量分数为10%聚酰胺酸溶液。
将一定量的溶液均匀地涂于 干燥的基材上，然后在60 ℃下热 处理12 h，
接着在100 ，150 ，180 ，200 ， 250 和320 ℃下各恒温1 h，以获 得不同亚胺化程度的聚酰亚胺薄 膜。
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实验计划
❖表征手段
1. 傅立叶红外光谱仪(FTIR) ---测定薄膜的红外光谱图,确定亚胺化程度
性质不同于体相。
Zuo [6]等研究了不同亚胺化程度的聚酰亚胺薄膜表面自 由能的变化情况。发现随着亚胺化程度的加深，表面接触角 逐渐增大，表明聚酰亚胺薄膜表面的极性变弱。当亚胺化温 度为300 ℃时，接触角高达80 °。
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研究背景
Hasegawa [7]等人利用紫外可见分光光度仪研究了各种聚 酰亚胺和其前驱体的平面分子取向程度，发现贴在基材的聚 酰胺酸薄膜产生了自发取向。
[8] Fowkes FM. Attractive forces at interfaces[J]. Industrial & Engineering Chemistry, 1964, 56(12): 40-52.
[9] Owens DK and Wendt RC. Estimation of the surface free energy of polymers[J]. Journal of Applied Polymer Science, 1969, 13(8): 1741-1747
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谢谢
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实验计划
➢表面能
Fowkes [8]提出固体总表面能可以看成是色散相互作用
(rd)和极性相互作用(rp)两者贡献的总和。 d p
根据Owens和Wendt[9]以及Kaelble[10]提出的公式 计算rd和rp，公式如下：
L ( 1 c o s) 2 (S dL d ) 1 /2 2 (S pL p ) 1 /2
2. 视频接触角仪 ---采用两液法计算表面能
3. 原子力显微镜(AFM) ---聚酰亚胺薄膜表面的形貌
Company LogoΒιβλιοθήκη 实验计划❖问题讨论
➢亚胺化程度的确定
为了保证整个亚胺化过程中数 据的可比性，每个样品的C-N 吸收峰峰高都经苯环吸收峰
强度根(A据b)B可ee用r-于La亚m胺be化rt 程法度则的，定所量测1除5。酰含00量相亚c不m对胺同-1亚基、校膜胺正团厚，化特变尽程征化可等度能峰因地由的素消式吸。 (收1)
[3] Park S J, Lee E J, Kwon S H. Influence of surface treatment of polyimide film on adhesion enhancement between polyimide and metal films [J]. Bull. Korean Chem. Soc., 2019, 28(2): 188-192. [4] 辜信实. 印制电路用覆铜箔层压板[M]. 北京: 化学工业出版社, 2019: 389-396.
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❖问题讨论
1.不同亚胺化程度薄膜表面能变化情况。 2.薄膜正反两面亚胺化程度。 3.采用原子力显微镜考察正反两面薄膜的粗糙度。
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参考文献
[1] 黄玉东. 聚合物表面与界面技术[M]. 北京: 化学工业出版社, 2019. [2] 张雯, 张露, 李家利, 等. 国外聚酰亚胺薄膜概况及其应用进展[J] .绝缘材料, 2019, (2): 21 23.
计算:
( H 1 3 8 0H 1 5 0 0 ) T ( H 1 3 8 0H 1 5 0 0 ) 3 2 0
式中，(H1380/H1500)T是温度为T 时C-N 吸收峰峰高与苯环吸 收峰峰高的比值； (H1380/H1500)320是程序升温至320 ℃时(假 定已完全亚胺化) 两吸收峰峰高的比值。
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研究背景
近年来，研究者采用各种方法来研究聚酰亚胺薄膜表面性 质，如离子和电子显微镜、振动光谱、表面能设备等。
Factor [5]等采用掠射X射线扫描仪研究了旋转涂布制备 的PMDA-ODA体系聚酰亚胺薄膜的表面结构，发现空气面 附近的薄膜比体相更有序，完全固化的聚酰亚胺薄膜的表面
[10] Kaelble DH, Dispersion-Polar Surface Tension Properties of Organic Solids[J] J Adhesion, 1970, 2(2):66-81.
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[6] Zuo M, Takeichi T, Matsumoto A. Surface characterization of polyimide films[J]. Colloid & Polymer Science, 2019, 276(7): 555-564.
[7] Hasegawa M, Matano T, Shindo Y, Sugimura T. Spontaneous Molecular Orientation of Polyimides Induced by Thermal Imidization. 2. In-Plane Orientation[J]. Macromolecules, 2019, 29(24) 7897-7909.
综合文献得，影响聚酰亚胺表面性能的因素有：聚酰亚胺 单体种类、制备工艺以及涂覆基材等等。
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❖实验目的
采用红外、接触角仪和原子力显微镜考察亚胺化过程中 聚酰亚胺薄膜表面性能
❖实验材料
均苯四甲酸二酐( PMDA)，纯度≥99. 0%，常熟市联邦化 工有限公司；
4，4’-二胺基二苯醚(ODA)，纯度≥99.5 %，蚌埠族光精 细化工有限责任公司；
N，N’-二甲基乙酰胺(DMAc)，化学纯，上海凌峰化学试 剂有限公司。
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❖聚酰亚胺薄膜制备
在烧杯中加入一定量的DMAc 和ODA，搅拌至完全溶解；分批 加入 PMDA，反应6 h后，得到 质量分数为10%聚酰胺酸溶液。
将一定量的溶液均匀地涂于 干燥的基材上，然后在60 ℃下热 处理12 h，
接着在100 ，150 ，180 ，200 ， 250 和320 ℃下各恒温1 h，以获 得不同亚胺化程度的聚酰亚胺薄 膜。
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❖表征手段
1. 傅立叶红外光谱仪(FTIR) ---测定薄膜的红外光谱图,确定亚胺化程度
性质不同于体相。
Zuo [6]等研究了不同亚胺化程度的聚酰亚胺薄膜表面自 由能的变化情况。发现随着亚胺化程度的加深，表面接触角 逐渐增大，表明聚酰亚胺薄膜表面的极性变弱。当亚胺化温 度为300 ℃时，接触角高达80 °。
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Hasegawa [7]等人利用紫外可见分光光度仪研究了各种聚 酰亚胺和其前驱体的平面分子取向程度，发现贴在基材的聚 酰胺酸薄膜产生了自发取向。
[8] Fowkes FM. Attractive forces at interfaces[J]. Industrial & Engineering Chemistry, 1964, 56(12): 40-52.
[9] Owens DK and Wendt RC. Estimation of the surface free energy of polymers[J]. Journal of Applied Polymer Science, 1969, 13(8): 1741-1747
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➢表面能
Fowkes [8]提出固体总表面能可以看成是色散相互作用
(rd)和极性相互作用(rp)两者贡献的总和。 d p
根据Owens和Wendt[9]以及Kaelble[10]提出的公式 计算rd和rp，公式如下：
L ( 1 c o s) 2 (S dL d ) 1 /2 2 (S pL p ) 1 /2
2. 视频接触角仪 ---采用两液法计算表面能
3. 原子力显微镜(AFM) ---聚酰亚胺薄膜表面的形貌
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➢亚胺化程度的确定
为了保证整个亚胺化过程中数 据的可比性，每个样品的C-N 吸收峰峰高都经苯环吸收峰
强度根(A据b)B可ee用r-于La亚m胺be化rt 程法度则的，定所量测1除5。酰含00量相亚c不m对胺同-1亚基、校膜胺正团厚，化特变尽程征化可等度能峰因地由的素消式吸。 (收1)
[3] Park S J, Lee E J, Kwon S H. Influence of surface treatment of polyimide film on adhesion enhancement between polyimide and metal films [J]. Bull. Korean Chem. Soc., 2019, 28(2): 188-192. [4] 辜信实. 印制电路用覆铜箔层压板[M]. 北京: 化学工业出版社, 2019: 389-396.