探究聚酰胺酸溶液干燥行为研究

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1、南京工业大学硕士学位论文聚酰胺酸溶液干燥行为研究姓名：孙琳申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：黄培20070612硕士学位论文摘要聚酰亚胺(PI)是指主链上含有酰亚胺环的一类高性能聚合物。聚酰亚胺因具有高热稳定性、高强度与模量、低热膨胀系数和介电常数、优异的绝缘性能和耐溶剂性等优异性能而被广泛地应用于航空航天、电子电器等工业领域。薄膜是聚酰亚胺材料最主要的产品形式。聚酰亚胺薄膜的性能不仅取决于薄膜的分子结构，而且取决于它的成膜过程。流延法是生产聚酰亚胺薄膜的一种主要工艺。薄膜中的残余溶剂含量对凝胶膜的拉伸强度、断裂伸长率等物理机械性能

2、产生重要的影响。本文以均苯四甲酸二酐／4，4’．二氨基二苯醚(PMD～ODA)体系聚酰胺酸溶液为研究对象，采用溶液干燥实验装置对聚酰胺酸溶液的干燥行为进行了研究。对得到的聚酰胺酸溶液、聚酰亚胺薄膜进行了测试与表征。主要考察了液膜干燥过程中干燥温度、溶剂初始含量、液膜厚度和溶液相对分子质量对干燥速率的影响以及干燥温度、液膜厚度和溶液相对分子质量对液面蒸气压的影响。考察了不同溶剂初始含量、干燥温度下实验的稳定性，考察了不同干燥条件下的平均偏差。结果表明：在溶剂含量大于30％时，该实验装置的平均偏差小于10．4％，说明该装置实验重现性良好。通过缩

3、聚反应合成了聚酰胺酸溶液、制备了聚酰亚胺薄膜，并对溶液的相对分子质量、粘度和薄膜的玻璃化温度、力学性能以及液膜的亚胺化进行了测试与表征。结果表明，该薄膜具有良好的性能，因此对该溶液体系的干燥行为进行了实验研究。因此在上述实验研究工作的基础上，采用气相传质模型描述了聚酰胺酸液膜干燥过程，计算了溶剂气相传质系数和液面蒸气压，描述了液面蒸气分压的动态变化情况。并考察了干燥温度、液膜厚度、溶液相对分子质量对液膜表面蒸气压的影响。结果表明：随着干燥温度的升高、溶剂初始含量的升高、液膜厚度的减薄、相对分子质量的降低，PAA溶液的干燥速率加快。成膜过程中

4、存在溶剂挥发与凝胶化的相互竞争。干燥中期溶剂蒸气压迅速升高，液膜表面溶剂的扩散为控制步骤；而干燥后期溶剂蒸气压较小，其在膜内部扩散成为控制步骤。随着液摘要膜厚度的增加、干燥温度的升高及溶液相对分子质量的减少，液面蒸气压的最大值呈现增大趋势。研究聚酰胺酸溶液的干燥行为，模拟薄膜工业化生产中的脱溶剂过程对于流延成膜、控制液膜中溶剂的质量分数、凝胶膜的拉伸以及提高薄膜的性能具有指导意义。关键词：聚酰亚胺薄膜聚酰胺酸干燥速率气相传质系数表面蒸气压II硕士学位论文ABSTRACTPolyimideisonekindo仆i曲-pemnn锄cepolym

5、erⅥ，hichcontainsimidegroups．PolyimidehaVebeenusedwidelyillaircraR，microelectrollicindustriesbecauseofmeirexcellentpropenies，suchas11i曲memals协bili劬s仃cn百h，module，insulatiVi吼solVentresistaIlceandtllelowcoemcientsoftllemalexpaIlsion，dielectricconstallt，andsoon．Filmisamainprodu

6、ctofpolyimide．Tlleperfomanceisnotonlydependedontheirmolecularstructures，butmsoonmeirprocess．Themethodof切pe—caStingisam匈orprocessforpolyimidefilms．nlesolVentcontentinfilmwillhaVeimponante虢CtonmeChamcalpropenies．Forthepu印oseofunders切ndir培medr)，ingprocess，pyromelliticdiahhydr

7、ide／4，4’-diaminobiphenylether(PMDA／ODA)polyimidewasstudied．ThediVersificationsofpoly锄icacid(PAA)solutionweredetcnllinedinordert0studyondryingbehaViorbyadryingdeViceinla_b．ThePAAsolutionandPIfilmswerepreparedandcharacterized．7rheinnuencesofd巧ingprocesssuch鹬temperature，poly锄

8、idefilmthicknessandmolecular、v萌ghtonⅡlesurf!犯eVaporpressurewerestudied．AVeragedeViationso