透明耐高温聚酰亚胺薄膜的制备及形状记忆性能的研究

发布时间：2021-11-27 03:16

　　本研究以N,N′-（2,2′-双（三氟甲基）联苯-4,4′-二基）双（1,3-二氧代-1,3-二氢异苯并呋喃-5-甲酰胺）（TATFMB）和4,4′-二氨基-2,2′-双（三氟甲基）联苯（TFMB）为单体制备聚酰胺酸（PAA）溶液,加入八（氨基苯基三氧硅烷）（OAPS）作为交联剂,通过热亚胺化得到了透明聚酰亚胺薄膜.差示扫描量热法（DSC）、动态热机械分析（DMA）和热失重分析（TGA）测定表明,多面体聚硅氧烷（POSS）结构的引入提升了材料的耐热性与热稳定性,同时赋予材料形状记忆性能.相比于以往报道的形状记忆聚酰亚胺,TATFMB/TFMB/OAPS聚酰亚胺薄膜具有高的玻璃化转变温度（tg）.该薄膜具有良好的透明性（400～800nm平均光透过率92%,500nm处透过率91%）.热机械分析（TMA）测试的结果表明,二酐单体TATFMB的引入使得聚合物具有较低的热膨胀系数（CTE）.所制备的透明耐高温聚酰亚胺薄膜拓展了聚酰亚胺材料在光电显示器件与高温形状记忆材料领域的应用. 

【文章来源】：复旦学报(自然科学版). 2020,59(01)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

TATFMB/TFMB/OAPS聚酰亚胺薄膜的制备，（b）薄膜的红外谱图

通常，聚酰亚胺薄膜的CTE大于30μm/℃，通过TATFMB/TFMB/OAPS聚酰亚胺薄膜的TMA曲线（图2(d））测定薄膜的CTE为15μm/℃，较6FDA/TFMB/OAPS薄膜[20]的CTE低．说明TATFMB的引入有利于薄膜热膨胀系数的降低．一是因为TATFMB中酰胺键上酮烯醇式互变异构形成的N=C双键限制了分子的旋转运动，使聚酰胺的刚性增强，分子间的堆砌更紧密[23]；其次TATFMB中的酰胺键形成了分子间和分子内氢键，降低了聚合物的自由体积，使薄膜的热膨胀系数减小，高温尺寸稳定性提高．2.2 光学性能

图3为22μm厚薄膜的紫外可见吸收光谱图．薄膜的截止波长为376nm，在波长为400nm、450nm、500nm处的透过率分别为25%、84%和91%，可见光范围内的平均透过率为92%．同时在880nm波长的透过率达到最大值98.6%．相较于TATFMB/TFMB薄膜[23]的截止透过波长375 nm，说明POSS结构的引入对截止波长基本没有影响．由于OAPS单体中含有微量有色杂质，导致PI-POSS薄膜在波长为400nm处的透过率比TATFMB/TFMB薄膜的低（43%），同时薄膜的厚度也会影响光学透过率．在波长450 nm、500 nm处，TATFMB/TFMB薄膜透过率分别为83%和85%，交联薄膜表现出了更好的透明性．POSS结构是通过共聚引入到聚酰亚胺薄膜中的，以纳米级尺寸均匀分散，没有形成团簇，在一定程度上对透光率的保持具有重要作用．薄膜的表面和断面的场发射扫描电镜（FESEM）图片（图4）证明，材料的形貌均一，没有观察到明显的相分离．2.3 形状记忆性能


本文编号：3521457