含氟硅聚酰亞胺的合成及性能研究.pdf

1、聚酰亞胺(PI)是一類分子主鏈中含有酰亞胺環(huán)的高分子聚合物，其具有很多優(yōu)異的性能，如優(yōu)異的熱性能、電性能以及機械性能，因此，其被廣泛的應(yīng)用在航空航天、微電子、原子能工業(yè)、國防技術(shù)、機械等高技術(shù)領(lǐng)域。但由于其存在著一定的缺點，如不溶于大多數(shù)有機溶劑、粘結(jié)性差、熔點太高、加工困難等。這導(dǎo)致其應(yīng)用受到了一定的限制。為滿足一些特殊領(lǐng)域不斷發(fā)展的需要，開發(fā)功能性聚酰亞胺材料，如高透明性、高溶解性或低介電常數(shù)等已成為現(xiàn)今最引人注目的焦點之一。

2、>　　本文通過在聚酰亞胺的主鏈中引入三氟甲基、硅氧烷鏈段、柔性醚氧鍵等以改善聚酰亞胺的透明性、溶解性和介電常數(shù)等性能。采用FT-IR、1H-NMR、元素分析等手段對所制得的單體和聚合物結(jié)構(gòu)進行表征和分析，同時，利用TGA、DSC和UV-Vis等儀器對聚酰亞胺材料的各種性能如熱性能、透明性和溶解性等進行表征和分析。主要的研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1、以降冰片烯二酸酐和1，1，3，3-四甲基二硅氧烷為原料，經(jīng)硅氫加成反應(yīng)制得含硅二酐(

3、SCDA)。在這部分采用單因素實驗探討了合成條件對產(chǎn)率的影響，如反應(yīng)溫度、催化劑用量、原料摩爾比以及反應(yīng)時間。實驗結(jié)果表明最佳的反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度=90℃;催化劑用量=1mL(Pt％=0.37％);NA/TMDS=1.8/1和反應(yīng)時間=3h，最佳產(chǎn)率為74.6％。產(chǎn)物(SCDA)通過FT-IR、1H-NMR和元素分析進行了結(jié)構(gòu)表征，并通過DSC對產(chǎn)物(SCDA)的熱性能進行了測定研究。
　　2、以三種二酚化合物和2-氯-5-硝基

4、三氟甲苯為基本原料，在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶劑中，經(jīng)親核取代反應(yīng)制得三種含氟的二硝基化合物(2a，2b，2c)，2，2-雙[4-(4-硝基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]丙烷、1，4-雙(2-三氟甲基-4-硝基苯氧基)苯和4，4'-雙（4-硝基-2-三氟甲基苯氧基）二苯醚。再以Pd/C作為催化劑，水合肼作為還原劑，將上述三種含氟的二硝基化合物還原為三種含氟的二胺化合物(3a，3b，3c)，2，2-雙[4-(4-氨基-2-三氟甲基苯

5、氧基)苯基]丙烷、1，4-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯和4，4'-雙（4-氨基-2-三氟甲基苯氧基）二苯醚。各步產(chǎn)物（2a、2b、2c和3a、3b、3c）通過FT-IR、1H-NMR和元素分析進行了結(jié)構(gòu)表征，并通過DSC對各步產(chǎn)物(2a、2b、2c和3a、3b、3c)的熱性能進行了測定研究。
　　3、使用第一步合成的含硅二酐單體與4，4-六氟異丙基鄰苯二甲酸酐(6FDA)和4，4'-二氨基二苯醚(ODA)分別在該含硅二酐單

6、體不同含量為0％、5％、15％和25％的條件下，與DMF中經(jīng)共聚得到固含量為15％的聚酰胺酸溶液，再經(jīng)涂膜和熱亞胺化，得到相應(yīng)的聚酰亞胺薄膜(PI-0、PI-1、PI-2、PI-3)。通過TGA、DSC、紫外可見光譜和溶解測試對這些薄膜(PI-0、PI-1、PI-2、PI-3)進行了性能分析。
　　以第一步合成的含硅二酐單體(SCDA)、第二步合成的三種含氟二胺單體(3a，3b，3c)以及6FDA為原料，應(yīng)用傳統(tǒng)的兩步合成法合成了

7、三種新型的、有機可溶的、顏色較淺的和具有良好熱穩(wěn)定性的既含氟由含硅的聚酰亞胺薄膜(5a，5b，5c)。所得的氟硅聚酰亞胺薄膜(5a，5b，5c)用FT-IR、DSC、TGA、UV-Vis和溶解性測試等手段對他們的結(jié)構(gòu)及性能進行了測試。
　　4、以烯丙基胺與4，4-六氟異丙基鄰苯二甲酸酐(6FDA)在冰乙酸中反應(yīng)制備一種含氟的雙酰亞胺化合物(Ⅰ);在氯鉑酸的催化作用下，該化合物與1，1，3，3-四甲基二硅氧烷通過硅氫加成反應(yīng)合成了一