新型聚酰亞胺的合成及其熱亞胺化動力學(xué)研究.pdf

1、聚酰亞胺是耐高溫等級最高的高分子材料之一，具有優(yōu)異的力學(xué)性能和介電性，在航空航天、光電材料及微電子等高新技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。但大部分聚酰亞胺在亞胺化后不溶、不熔，以及部分聚酰亞胺在成型過程中難以成膜。因此，設(shè)計合成具有良好熱性能，同時又具有良好加工性能的新型聚酰亞胺樹脂是該領(lǐng)域亟待解決的問題。
　　本文通過三步法合成了一種新型的二胺單體，即4,4’-二胺基-6-乙氧基羰基苯甲酰苯胺（AECB）。采用1H-NMR、13C-N

2、MR和FT-IR等手段對AECB的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。以AECB為二胺單體，分別與2,3,3’,4’-聯(lián)苯四甲酸二酐（α-BPDA）、2,3,3’4’-二苯醚四甲酸二酐（α-ODPA）和3,3’,4,4’-苯甲酮四羧酸二酐（BTDA）進(jìn)行縮聚得到聚酰胺酸（PAAs），經(jīng)程序升溫制備了一系列新型均聚型聚酰胺-酰亞胺（PAMIs）和均聚型聚苯并惡嗪酮-酰亞胺（PBEIs）；以 AECB和1,3-雙（3-氨基丙基）-1,1’,3,3’-四甲基二硅氧

3、烷（DMS）為兩種二胺單體，分別與α-BPDA、α-ODPA和BTDA三種二酐共聚得到含硅聚酰胺酸（Si-PAAs），經(jīng)程序升溫制備了一系列共聚型含硅聚酰胺-酰亞胺（Si-PAMIs）和共聚型含硅聚苯并惡嗪酮-酰亞胺（Si-PBEIs）。
　　采用非等溫 DSC法對 PAAs和Si-PAAs進(jìn)行了亞胺化動力學(xué)研究與比較，通過Kissinger和Ozawa法進(jìn)行模擬計算得到兩類聚酰胺酸的動力學(xué)參數(shù)。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，共聚型含硅聚酰胺酸與相

4、應(yīng)的二酐結(jié)構(gòu)相同的均聚型聚酰胺酸相比，顯示出更低的活化能。并通過動力學(xué)理論模擬與實驗測試，確定PAA-3的亞胺化工藝為165℃/2h+215℃/1h，Si-PAA-3亞胺化工藝為148℃/2h+315℃/1h。
　　采用FT-IR、XRD、DSC、TGA、DMA等方法對新型均聚型聚酰亞胺和共聚型含硅聚酰亞胺的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行分析表征。結(jié)果表明，均聚型聚酰亞胺的耐熱性和熱穩(wěn)定性能良好，然而成膜效果及膜的柔韌性不佳；均聚型聚酰亞胺均顯示