含烷基侧链可溶性聚酰亚胺及其复合薄膜的制备与表征

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1、东南大学硕士学位论文摘要聚酰亚胺是一种在主链中含有酰亚胺环的芳杂环聚合物，具有优良的耐高温性能、介电性能、力学性能，近四十年来在许多高技术领域得到了迅速的发展和广泛应用。为了使传统的聚酰亚胺具有人们所希望的特殊性质，在聚酰亚胺分子链中引入功能化的侧基对其进行改性是一种有效的方法，如在聚酰亚胺侧链上引入柔性的烷基侧链。本论文制备了一系列含烷基侧链的聚酰亚胺，并对其结构和性能进行了研究，为今后其在取向膜方面的应用打下理论基础。本论文首先以对苯二酚、溴代正烷烃和3，5-二硝基苯甲酰氯为原料，经过单醚化、酯化

2、和催化加氢等步骤合成了含有烷氧基侧链的二胺单体3，5．二氨基苯甲酸．4i烷氧基苯酯，并分别与2,2一双[4-(3,4-一-羧酸基苯氧基)苯基]丙烷二酐，4，4'-(六氟亚丙基)双—$苯二甲酸酐和双(3,4-苯二甲酸酐)二甲基硅烷单体在舻甲基一2一吡咯烷酮溶液中聚合，通过热酰亚胺化或化学酰亚胺化得到含长烷基侧链的聚酰亚胺，并对两种不同的酰亚胺化方法所得的聚酰亚胺用红外光谱和核磁共振氢谱进行了确认。其次，本论文对两种不同的酰亚胺化方法所得的聚酰亚胺进行了溶解性能、特性粘数、热性能、动态力学性能、介电性能、

3、透光率和预倾角等方面的测试。分析发现，化学酰亚胺化的聚酰亚胺比相应的热酰亚胺化的聚酰亚胺具有更好的溶解性和更高的透光率：热酰亚胺化的聚酰亚胺比相应的化学酰亚胺化的聚酰亚胺具有相对较高的分子量和好的力学性能；化学酰亚胺化的聚酰亚胺与相应的热酰亚胺化的聚酰亚胺具有相同的热稳定性能：热酰亚胺化的聚酰亚胺具有相对较低的介电常数；几种化学酰亚胺化的聚酰亚胺能使液晶在其摩擦表面垂直取向和均匀分布。再次，本研究以含烷基侧链的二胺单体3，5一二氨基苯甲酸_4L烷氧基苯酯、2,2．双[4．(3，4啊二羧酸基苯氧基)苯基

4、]丙烷二酐和膨胀石巽经热酰亚胺化制得聚酰亚胺复合薄膜，并对复合薄膜进行分子结构、热性能、力学性能、电性能和分散形态等方面的表征。结果表明，随着膨胀石墨质量百分含量的增加，复合薄膜的热稳定性呈现先下降后上升的变化趋势；聚酰亚胺复合薄膜的玻璃化转变越来越明显且玻璃化转变温度逐渐降低；聚酰亚胺复合薄膜的拉伸模量略微变小，但韧性明显变差；在相同的电场频率下，随着膨胀石墨质量百分含量的增大，复合薄膜的介电常数呈现先上升后下降的趋势；当膨胀石墨含量从2％到3％时．导电粒子开始形成导电网络。聚酰亚胺复合薄膜的电学性

5、能发生突跃，表现为材料的电阻率突降，因此材料的渗滤阀值在2％至Ⅱ3％之间；扫描电子显微镜表明随着膨胀石墨在复合体系中质量百分含量的增加，膨胀石墨在基体内部的分散趋向团聚，且相互之间开始接触直至形成导电网络。关键词：3,5-----氨基苯甲酸4L烷氧基苯酯、热酰亚胺化、化学酰亚胺化、烷基侧链型聚酰亚胺、膨胀石墨、复合薄膜东南大学硕士学位论文Abs仃actThepdlyimideisakindofpolymerswithimidetingsinitsbackboneandpossessesexcellen

6、tthermostability,mechanicalanddielectricproperties，whereforetheyhavebeendevelopedrapidlyandappliedwidelyforreceut40years．Asisamethodtoobtainsomespecialanddesiredpropertiesfortraditionalpolyimides．introductionoffunctionalsidechainstopolyimidessuchasalkyl

7、sidechainscaneffectivelyleadtooutstandingperformances．AseriesofpolyimideswimalkylsidechainsWerepreparedandcharacterized,whichprovidesfundamentalbaSisforali髓酣filminfuture．Firstly,3,5-(4一alkyloxyphenyl)dlaminobenzoatewagsynthesizedfromhydroquinone，1-bromo

8、alkaneand3,5．dinitrobenzoylchlorideviamono-etherealizationreaction,esterificationandreductionreacti011．Polyimides、vithlongan刚sidechainswefepreparedfrom3,5-(4一alkyloxyphanyl)dlaminobeazoatewiththreekindsofdlav&ydride,namely，2,2-bi