碳系填料改性聚酰亚胺的研究进展.pdf

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1、碳系填料改性聚酰亚胺的研究进展《上海塑料》2016年第4期(总第176期)碳系填料改性聚酰亚胺的研究进展张汉宇，张亨(1．吉林大学化学学院，吉林长春130012；2．锦西化工研究院有限公司，辽宁葫芦岛125000)摘要介绍了聚酰亚胺的性能、分类、制备及应用；综述了近年来碳系填料改性聚酰亚胺的研究进展。关键词碳系填料；改性；聚酰亚胺；研究；进展中图分类号：TQ327文献标志码：A文章编号：1009—5993(2016)04—0016-07ResearchProgressofPolyimideModifiedbyCarbonFillersZHANGHan-yu，ZHANGHeng(1．C

2、ollegeofChemistry，JilinUniversity，Changchun130012，China；2．JinxiResearchInstituteofChemicalIndustryCompanyLimited，Huludao125000，China)Abstract：Theproperties，classification，preparationandapplicationofpolyimideareintroduced．Theresearchprogressonthemodificationofpolyimidewithcarbonfillersinrecentye

3、arsisreviewed．Keywords：carbonfiller；modification；polyimide；research；progress000前言聚酰亚胺(PI)是分子主链上含有酰亚胺环的+——尺l—一j玎化学结构高度规整的刚性聚合物；是由二酐和二胺通过熔融缩聚或溶液缩聚反应生成聚酰胺酸(PAA)，再经酰亚胺化得到的高分子材料。PI具有极好的力学性能、耐热性能、电气绝缘性能、耐辐R：，。，墼，等射性能、耐化学试剂性能及耐水解性能等，广泛应用于航空航天、电子电力、精密机械等高新技术领域，包括特种塑料、复合材料、薄膜、胶粘剂、纤维、@，。，∞，等液晶取向剂、分离膜、光刻胶

4、等，成为不可替代的高图1聚酰亚胺的结构式性能高分子材料。图l为聚酰亚胺的结构式。1聚酰亚胺的分类及制备原料E]PI的分类无统一的标准，按照化学结构、性作者简介：张汉字(1992一)，女，在读硕士研究能，可分为均苯型、联苯型、苯酮型、二苯醚型、聚酰生，从事航天材料性能的评价与研究胺亚胺(PA1)、聚醚亚胺(PEI)、聚酯亚胺、马来酸碳系填料改性聚酰亚胺的研究进展《上海塑料》2016年第4期(总第176期)酐封端PI、乙炔封端PI和含氟PI等。热、耐蚀、屏蔽电磁波和X一射线透过性好等优点。制备PI常用的二酐，如均苯四甲酸二酐石墨烯自2004年被发现以来成为纳米界耀眼(PMDA)、3，3’

5、，4，4’一二苯甲酮四羧酸二酐新星，引起极大关注。石墨烯是sp杂化碳原子紧(BTDA)、2，2一双(3，4一二甲酸苯二酐)丙烷、3，3’，密堆积成的单层二维蜂窝状晶格结构的碳质材料，4，4’一联苯四酸二酐(BPDA)、双(3，4二甲酸苯二形貌类似于薄纸的片层结构，单层厚度仅0．335酐)醚(ODPA)、2，2一双(3，4-二甲酸苯二酐)六氟丙nm，是目前世界上发现的最薄的二维材料。石墨烷(6FDA)等。烯性能优异，理论强度125GPa，比钢强100倍；弹制备PI常用的二胺，如对苯二胺(PDA)、4，性模量达1．0TPa，与碳纳米管相媲美；热导率4’一二氨基二苯醚(ODA)、2，2一双

6、(4-氨基苯)全氟5300w／(m·K)，优于银等金属材料。电子迁移率丙烷、4，4’一二氨基联苯、4，4’一二氨基二苯酮等。2×10cm／(V·s)，导电性超过目前所有高温超导近年来还有一些新的单体出现，可以制备新型PI。材料，具有室温量子霍尔效应等。石墨烯作为理想制备PI常用的溶剂，如N，N一二甲基甲酰胺的填料制备高导电、强韧性聚合物基复合材料，在(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、N-甲基一2-11~咯烷酮太阳能电池、超级电容器、传感器、生物材料、电磁(NMP)、N一乙基一2一吡咯烷酮(NEP)、乙二醇二甲醚屏蔽等方面有着广阔的应用前景。等。3制备工艺2碳系填料种类及特点碳系填料

7、改性聚酰亚胺制备工艺有原位聚合碳系填料种类繁多，包括炭黑、石墨、碳纤维、法、溶液共混法、熔体共混法等。碳纳米管、石墨烯等。原位聚合法利用体系填料表面的官能团参与在高分子材料中，炭黑填料具有着色、补强、吸聚合或利用引发剂打开填料中的兀键，使其参与聚收紫外线、导热和导电等特性。炭黑粒径越小，比合反应而获得与有机相良好的相容性。溶液共混表面积越大，和聚合物分子的相互作用越强，吸收法是目前制备碳纳米管高分子复合材料的主要方光的能力也越强；颜色越黑，越容易形成网状导