一種聚酰胺酸溶液的流變性研究.pdf

1、聚酰亞胺（PI）是一類分子主鏈中含有酰亞胺基團(tuán)的高性能聚合物。具有特別好的耐熱、耐輻射性能、優(yōu)異的機(jī)械性能、電性能，廣泛應(yīng)用于航空航天、電氣通訊和汽車等行業(yè)。薄膜是聚酰亞胺最主要的產(chǎn)品形式之一。近年來(lái)由于微電子工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)聚酰亞胺薄膜的需求日益增長(zhǎng)。流延法是生產(chǎn)聚酰亞胺薄膜的一種主要生產(chǎn)工藝，經(jīng)過(guò)流延、干燥、拉伸、高溫亞胺化和退火處理，收卷，得到聚酰亞胺薄膜。流延法生產(chǎn)聚酰亞胺薄膜的過(guò)程中，聚酰胺酸（PAA）溶液的輸送和溶液的流延

2、成膜均涉及到溶液的流變性質(zhì)，而粘度是流體流變性質(zhì)的一種度量，反映流體發(fā)生流動(dòng)時(shí)其內(nèi)部分子間摩擦阻力的大小。用于流延的聚酰胺酸溶液在流延過(guò)程中不能任意流淌，需要具有一定的粘度：粘度太高，給脫泡、過(guò)濾、輸送都帶來(lái)一定的困難，同時(shí)聚合反應(yīng)攪拌也變得困難；而粘度太低，又容易收縮。因此我們針對(duì)一種聚酰胺酸溶液的粘度進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)其影響因素作了初步的討論，分別考察了分子量分布、剪切速率、濃度和溫度對(duì)這種聚酰胺酸溶液的影響，以期對(duì)溶液的流延成膜和薄膜

3、厚度的控制提供指導(dǎo)依據(jù)。 本文針對(duì)3，3′，4，4′-二苯醚四酸二酐（ODPA）/4，4′-二氨基二苯醚（ODA）聚酰胺酸溶液體系進(jìn)行研究。采用美國(guó)Brookfield公司的HADV-Ⅱ＋錐板粘度計(jì)，測(cè)定聚酰胺酸溶液的表觀粘度隨剪切速率的變化情況。結(jié)果表明：聚酰胺酸溶液為非牛頓假塑性流體，即表觀粘度隨剪切速率的增加而減小。對(duì)不同質(zhì)量濃度的聚酰胺酸溶液用冪律方程進(jìn)行表觀粘度和剪切速率的擬合，發(fā)現(xiàn)其較好的符合冪律方程。其稠度系數(shù)k值

4、與溫度和濃度有關(guān)，且隨著濃度的增大和溫度的降低而增大。同時(shí)，聚酰胺酸溶液還具有負(fù)觸變性流體的特征，即粘度具有時(shí)間相關(guān)性，具體表現(xiàn)為表觀粘度隨剪切速率的改變行為不重合。研究還發(fā)現(xiàn)，溫度越低，溶液分子量分布越窄，聚酰胺酸溶液的負(fù)觸變現(xiàn)象越明顯。 本文還分別考察了分子量分布、剪切速率、濃度和溫度對(duì)ODPA/ODA聚酰胺酸溶液體系表觀粘度的影響，針對(duì)研究體系建立了一個(gè)簡(jiǎn)單的、初步的關(guān)聯(lián)表觀粘度與濃度、溫度和剪切速率的方程式，為實(shí)際生產(chǎn)提

5、供參考。研究發(fā)現(xiàn)，分子量分布的寬窄影響到溶液的非牛頓性，分子量分布較窄的聚酰胺酸溶液的假塑性現(xiàn)象比分子量分布較寬的要明顯。聚酰胺酸溶液的表觀粘度隨剪切速率的增大而減小，具有剪切變稀的特性。聚酰胺酸溶液濃度越大其表觀粘度也越大，溫度越低，表觀粘度隨濃度增大而增大的趨勢(shì)越明顯。聚酰胺酸溶液的表觀粘度隨溫度的升高而下降，濃度越高，表觀粘度隨溫度升高而下降的程度越大。以質(zhì)量濃度為15％的PAA溶液為例，用Arrhenius 方程擬合其表觀粘度與