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1、综述专论化工科技,2005,13(5):54～58SCIENCE&TECHNOLOGYINCHEMICALINDUSTRY＊聚酰亚胺的改性及应用进展1211孙自淑,江天,马家举,江棂[1.安徽理工大学化工系,安徽淮南232001;2.摩托罗拉(中国)电子有限公司,天津300457]摘要:介绍了聚酰亚胺的合成工艺路线和研究动向,重点介绍了可溶性聚酰亚胺和透明性聚酰亚胺。对聚酰亚胺在新领域中的应用进行了概述,尤其采用光敏聚酰亚胺应用于紫外光(UV)固化耐高温涂料体系的可行性进行了展望。关键词:聚酰亚胺;改性;紫外光固化中图分类号:TQ323.7文献标识码:A文章编号:1008-0511(2005)
2、05-0054-05聚酰亚胺(PI)是分子主链中含有酰亚胺环状种方法比较新颖,正受到广泛关注。气相淀积PI结构的环链高聚物,是半梯形结构的杂环化合物。是二酐和二胺的蒸汽在高温下分别单独送入混炼PI最早出现在1955年Edwardas和Robison的一室,然后混合生成薄膜,这就是由单体直接合成聚[1]篇专利中。由于这类高聚物具有突出的耐热酰亚胺涂层的方法。气相淀积聚酰亚胺或聚酰胺性、优良的机械性能、电学性能及稳定性能等,其亚胺具有很低的透氧性。各类制品如模塑料、复合材料、粘合剂、分离膜等按合成方法分类,PI有加成型和缩合型。加已广泛应用于航空航天、电子工业、光波通讯、防成型聚酰亚胺(API)主
3、要有3类[2]:双马来酰亚弹材料以及气体分离等诸多领域。胺(BMI)、纳狄克酰亚胺和含有不饱和基团端基随着科技的发展,PI的应用面不断地扩大。的聚酰亚胺。其中,BMI具有成本低、易加工、单笔者拟从PI的合成方法、结构改性等方面对近年体活性高、聚合时无小分子放出,成品性能稳定,来PI的研究进展作一概述。可进一步深加工等优点而倍受人们青睐,是先进1合成工艺路线复合材料中最有发展前途的树脂基体之一。但脆性是BMI实用化的主要障碍,许多改性研究是围按合成工艺,制备PI有四条路线,它们是一[3～5]绕韧性进行的,对BMI的改性可分为两类:步合成法、二步合成法、三步合成法和气相淀积(1)用其它化合物改善B
4、MI韧性和降低固化温法。一步合成法是二酐和二胺在高沸点溶剂中进度;(2)通过化学改性手段开发热熔性低熔点行溶液聚合直接生成PI,单体不经由酰胺酸就直BMI。接聚合成PI。二步合成法路线是二酐和二胺反多种二元胺和二酐共缩聚可合成共缩聚型聚应生成聚酰胺酸,然后再通过加热或化学方法分酰亚胺(CPI)。这类聚酰亚胺可根据需要调配其子内脱水团环生成PI。其工艺成熟,是实际生产聚合物中软硬段的比例,或加入某些具有特殊性中广泛采用的方法。三步合成法是经由聚异酰亚能的嵌段而获得所需性能的CPI。这就从分子设胺得到PI的方法。聚异酰亚胺是由聚酰亚酸在计的角度为合成具有优良综合性能的CPI开辟脱水剂的作用下,脱水
5、环化为聚异酰亚胺,然后在了一条新途径。酸或碱等催化剂的作用下异构化成聚酰亚胺。这2聚酰亚胺的改性研究收稿日期:2005-05-31作者简介:孙自淑(1975-),女,安徽寿县人,安徽理工大学硕士研究生,研究方向为高分子材料。由于PI分子链的刚性和分子间的强相互作＊基金项目:安徽省教育厅自然科学研究重点项目用,使普通芳香族PI直至分解温度既不熔融也不(2005KJ014ZD)。第5期孙自淑,等.聚酰亚胺的改性及应用进展·55·溶解,造成加工困难。此外,分子中苯环与羰基的性的同时提高聚酰亚胺的溶解性引起了人们的共轭使PI在可见光范围内有吸收,带有黄色或红关注。[7]褐色。因而对象负性双折射光学补偿
6、膜、光导、波虞鑫海等人合成了全间位的三苯二醚二导等需要无色透明的应用领域,一般的PI难以满胺(BAPB)单体,在PI骨架结构中引入全间位的[6]足需要。醚键结构,大大改善了PI的加工性能。它与均苯为提高PI的可溶性和透明性,世界各国的科四甲酸二酐(PMDA)聚合而成的BAPB/PMDA学家做了大量的工作,采用多种方法,主要可从3PI具有熔融流动温度(315℃),与3,3′,4,4′-二个方面入手:(1)提高分子链的柔顺性;(2)减少分苯酮四羧酸二酐(BTDA)和3,3′,4,4′-二苯醚四子间的作用力;(3)用溶液酰亚胺法进行亚胺化。羧酸二酐(ODPA)聚合而成的各种PI则具有更2.1可溶性聚
7、酰亚胺的研究低的熔融流动温度(分别在220～285℃)。[8]改善PI的加工性能,一种可行的方法是提高印杰等采用共缩聚的方法合成了如下结聚酰亚胺的溶解性。如何在保持聚酰亚胺热稳定构的PI:当以3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二苯甲烷分子链规整性提高,分子间作用力增加,结晶倾(DMDADPM)及4,4′-二氨基二苯醚(DADPE)向增强,溶解度减少。所以,在对PI分子的结构为共缩聚二胺单体时,两者
