聚酰亞胺材料ppt課件(已修改)
2025-01-31 02:24 本頁面
【正文】 1 聚酰亞胺 NOONOO聚酰亞胺是指主鏈上含有酰亞胺環(huán)的一類聚合物，其中以含有酞酰亞胺結(jié)構(gòu)的聚合物尤為重要。 2 ? 具有最高的熱穩(wěn)定性和耐熱性 ? 具有優(yōu)越的綜合性能 ? 相對于其他芳雜環(huán)高分子，較容易合成 ? 幾千個(gè)品種，十多個(gè)品種已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化 ? 有很廣泛的應(yīng)用面。 3 聚酰亞胺在合成上的特點(diǎn) (1) 聚酰亞胺主要由二元酐和二元胺合成，這 2種單體與眾多其它雜環(huán)聚合物，如聚苯并咪唑、聚苯并惡唑、聚苯并噻唑、聚喹惡啉及聚喹啉等的單體比較，原料來源廣，合成也較容易。二酐、二胺品種繁多，不同的組合就可以獲得不同性能的聚酰亞胺。 4 （ 2）多種多樣的合成方法 OOOH 2 N＋加熱NOOC O O HC O O H或溶劑NOO或脫水劑加熱C O H NC O O H＋ H 2 NOOO聚酰胺酸 聚酰亞胺5 H 2 N＋加熱NOOC O O RC O O HC O H NC O O HNOO三氟乙酐叔胺ONO加熱異酰亞胺OOO＋ NOOO C NCCOOONC O－ C O 26 (3) 只要二酐 (或四酸 )和二胺的純度合格，不論采用何種縮聚方法，都很容易獲得足夠高的分子量，加入單元酐或單元胺還可以很容易地對分子量進(jìn)行調(diào)控。 7 (4) 以二酐 (或四酸 )和二胺縮聚，只要達(dá)到等摩爾比，在真空中熱處理，可以將固態(tài)的低分子量預(yù)聚物的分子量大幅度提高，從而給加工和成粉帶來方便。 8 ? 將定量比例的四酸和二胺以水為溶劑，加熱于高壓下也可得到聚合物。 ? 將四酸（或二酐）和二胺在無溶劑情況下，加熱也可得到聚合物。 9 合成聚酰亞胺典型的反應(yīng) OOOH2NCC O H＋N HOOk 1k 2C O HC O HNOOOOk 3k 4k 510 聚酰胺酸的化學(xué)環(huán)化 O C C H3O C C H3N HC H3OCON H+O HN HCCOOOOCCOOOC H3C H3N R3OCCOOC H3C O O H N R3_ ++OOCCN HONOO O C C H3ONO O C C H3HOHO++NOOONO Δ11 (5) 很容易在鏈端或鏈上引入反應(yīng)基團(tuán)形成活性低聚物，從而得到熱固性聚酰亞胺。 12 用于熱固性芳雜環(huán)聚合物的活性基團(tuán) 活性基團(tuán)名稱 結(jié)構(gòu) 馬來酰亞胺 降冰片烯酰亞胺 苯并環(huán)丁烯 NO ONOO13 氰基 異氰酸酯 氰酸酯 乙炔基 苯炔基 C NN C OO C NC C HC C14 雙苯撐 Biphenylene 苯基三氮烯 2,2對環(huán)芳烴 N N N RR15 (6) 利用聚酰胺酸中的羧基 ， 進(jìn)行酯化或成鹽 ， 引入光敏基團(tuán)或長鏈烷基獲得雙親聚合物 ， 可得到光刻膠或用于 LB膜的制備 。 (7) 一般的合成聚酰亞胺的過程都不產(chǎn)生無機(jī)鹽，對于絕緣材料的制備特別有利。 16 (8) 作為單體的二酐和二胺在高真空下容易升華 ， 因此容易利用氣相沉積法在工件 ， 特別是表面凹凸不平的器件上形成聚酰亞胺薄膜 。 17 二酐和二胺的活性 ? 在酐基的對位或鄰位有拉電子基團(tuán)可使二酐活化； ? 在氨基的對位或鄰位有拉電子基團(tuán)可使二胺減活。 18 芳香族二酐的電子親和性 二酐 Ea(eV) S O 2C O19 OO OOO CC COOOO CCOOO CC OCH 3CCH 3COO O CO20 OC H 3C H 3S iS O 2 OOOOOO21 C HO HOOCC H 3C H 3OOO O( C H 2 )nn ＝ 2 ～ 522 二胺的堿性及對 PMDA的活性 二胺 pKa log k H 2 N ( C H 2 ) 6 N H 2O23 0 OCOOS24 由鄰二甲苯合成氯代苯酐C H3C H3C l2C H3C H3C lO2OOOC l分離OOOC lOOOC l+收率 : 9 0 %純度 : 9 8 %氧化收率 : 氣相氧化 : 7 0 %液相氧化 : 9 0 %3 氯代苯酐 : 4 －氯代苯酐的比例 : 4 5 : 55純度 : 9 9 %由二甲苯制備氯代苯酐 25 由氯代苯酐制備各種二酐單體 26 傳統(tǒng)聚酰亞胺合成方法與直接法的區(qū)別 27 NOONOOZOOOH2N Z N H2+M O Y O MNOONOOZC l C lC lO Y ONOONOOZSN a2SNOONOOZ( P P h3)2N i X2Z nNOONOOZS A SAX XN a2SNOONOOZS Y SH S Y S H由直接法合成的聚酰亞胺 28 聚酰亞胺的性能 (1) 對于全芳香聚酰亞胺 ， 按熱重分析 ，其開始分解溫度一般都在 500℃ 左右 。由聯(lián)苯二酐和對苯二胺合成的聚酰亞胺 ， 熱分解溫度達(dá)到 600℃ ， 是迄今聚合物中熱穩(wěn)定性最高的品種之一 。 (2) 聚酰亞胺可耐極低溫 ， 如在 ?269℃的液態(tài)氦中仍不會(huì)脆裂 。 29 (3) 聚酰亞胺還具有很好的機(jī)械性能 。 均苯型聚酰亞胺的薄膜 (Kapton)為170MPa ， 而聯(lián)苯型聚酰亞胺 (Upilex S)達(dá)到 500MPa。 作為工程塑料 ， 彈性模量通常為 3～ 4G
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