热塑性聚酰亚胺薄膜材料的制备与性能研究

论文摘要

聚酰亚胺薄膜材料是一种很有发展前景并且具有高性能的聚合物材料,因其具有优异的机械性能、热性能、耐化学溶剂性、电性能等这些优良的综合性能,使得它广泛应用于航空航天、微电子和通讯等高端技术领域。但多数聚酰亚胺材料显示出不溶不熔的热固性,使得其加工困难,进而影响到了这种材料的应用范围。近年来,为了使聚酰亚胺薄膜材料拥有便捷的加工性和广泛的应用性,其热塑性特质受到了极大的重视。本论文以3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐（BPDA）为二酐单体,与2,2’二甲基-4,4’二氨基联苯（m-TB）,1,4-双（4-氨基苯氧基）苯（TPE-Q）,1,3双（4-氨基苯氧基）苯（TPE-R）等二胺单体反应,制得聚酰亚胺薄膜。并应用上述三种二胺单体分别与均苯四甲酸二酐（PMDA）反应制得的聚酰亚胺薄膜进行对比分析研究。本文采用红外光谱验证了聚酰亚胺的结构。通过热失重测试得到这几种薄膜起始失重温度在400-500℃之间,在600℃时仍能保持着75%至85%的质量残留。通过差示扫描量热测试得到这几种薄膜玻璃化转换温度在230-300℃之间。通过力学性能测试得到这几种薄膜的拉伸强度从86MPa到296MPa,断裂伸长率从2%到53%。通过耐溶剂性测试得到这几种薄膜有很好的耐酸性,耐碱性,耐有机溶剂性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 聚酰亚胺简介
• 1.1 聚酰亚胺概述
• 1.2 聚酰亚胺材料发展
• 1.3 聚酰亚胺薄膜国内外研究发展现状
• 1.3.1 国外研究发展现状
• 1.3.2 国内研究发展现状
• 1.4 聚酰亚胺分类
• 1.5 聚酰亚胺应用
• 第二章 热塑性聚酰亚胺薄膜材料
• 2.1 热塑性聚酰亚胺薄膜概述
• 2.2 热塑性聚酰亚胺的性能
• 2.2.1 热塑性聚酰亚胺的机械性能
• 2.2.2 热塑性聚酰亚胺的热性能
• 2.2.3 热塑性聚酰亚胺的耐化学腐蚀性
• 2.2.4 热塑性聚酰亚胺的抗辐射性能
• 2.3 热塑性聚酰亚胺的研究展望
• 2.4 聚酰亚胺薄膜材料制备方法
• 2.4.1 流延法
• 2.4.2 沉积法
• 2.4.3 喷涂法
• 2.4.4 拉伸法
• 第三章 实验
• 3.1 实验试剂
• 3.2 实验仪器
• 3.3 实验装置图
• 3.4 实验合成方法的探究
• 3.4.1 以含有酰亚胺环的单体缩聚合成聚酰亚胺
• 3.4.2 聚合反应中形成酰亚胺环的合成方法
• 3.5 实验流程图
• 3.6 实验过程
• 3.6.1 以三种二胺单体分别和BPDA为单体的聚酰亚胺的合成
• 3.6.2 以三种二胺单体分别和PMDA为单体的聚酰亚胺的合成
• 3.7 聚酰胺酸合成和聚酰亚胺薄膜制备过程中实验条件的影响
• 3.7.1 合成聚酰胺酸过程中溶剂的选择对实验的影响
• 3.7.2 二酐与二胺的摩尔配比对实验的影响
• 3.7.3 合成聚酰胺酸过程中固含量的选择与控制
• 3.7.4 反应温度对聚酰胺酸溶液合成的影响
• 3.7.5 反应时间对聚酰胺酸溶液合成的影响
• 3.7.6 水对整个实验过程的影响
• 3.7.7 亚胺化过程梯度升温方案选择
• 第四章 测试与性能研究
• 4.1 测试仪器
• 4.2 红外光谱测试分析
• 4.2.1 PA-1红外光谱分析
• 4.2.2 PI-1红外光谱分析
• 4.2.3 PA-2红外光谱分析
• 4.2.4 PI-2红外光谱分析
• 4.2.5 PA-3红外光谱分析
• 4.2.6 PI-3红外光谱分析
• 4.3 热性能分析
• 4.3.1 六种薄膜热重对比分析
• 4.3.2 六种薄膜玻璃化温度对比分析
• 4.4 六种薄膜力学性能对比分析
• 4.4.1 聚酰亚胺薄膜PI-1拉伸强度测试分析
• 4.4.2 聚酰亚胺薄膜PI-2拉伸强度测试分析
• 4.4.3 聚酰亚胺薄膜PI-3拉伸强度测试分析
• 4.4.4 聚酰亚胺薄膜PI-4拉伸强度测试分析
• 4.4.5 聚酰亚胺薄膜PI-5拉伸强度测试分析
• 4.4.6 聚酰亚胺薄膜PI-6拉伸强度测试分析
• 4.4.7 对比分析
• 4.5 耐溶剂性分析
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献