ODPA/ODA/BAHPP含羟基共聚聚酰亚胺的合成与性能研究
发布时间：2021-08-25 07:42
以双酚A为原料,采用先硝化再还原的方法合成出2,2-双（3-氨基-4-羟基苯基）丙烷（BAHPP）。以BAHPP和4,4′-二氨基二苯醚（ODA）为二胺单体,3,3′,4,4′-二苯醚四酸二酐（ODPA）为二酐单体,经低温溶液缩聚反应得到一系列共聚聚酰胺酸,再经热酰亚胺化程序升温制备出一系列含羟基的共聚聚酰亚胺（CPI）薄膜。采用核磁共振波谱仪（NMR）、红外光谱（IR）、紫外-可见分光光度计（UV-Vis）、示差扫描量热仪（DSC）、热重分析（TGA）等对CPI进行结构与性能表征,考察两种二胺单体的摩尔分数对共聚聚酰亚胺光学性能、力学性能、热性能和溶解性的影响。结果表明:随着ODA摩尔分数的增加,CPI薄膜在500 nm处的光透过率逐渐增加,薄膜颜色逐渐变浅。随着BAHPP摩尔分数的增加,CPI的玻璃化转变温度（Tg）、拉伸强度和拉伸模量增加,但热稳定性降低。所有CPI在有机溶剂中均表现出较好的耐化学药品性。
【文章来源】：绝缘材料. 2017,50(04)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
含羟基共聚聚酰亚胺的合成过程
铀?型涯さ玫紺PI。其他配比的共聚聚酰亚胺薄膜按同样方法制得，合成过程如图2所示，制得的一系列CPI(ODPA/ODA)的组成及厚度见表1。图2含羟基共聚聚酰亚胺的合成过程Fig.2Synthesisofcopolyimidescontaininghydroxylgroup表1一系列CPI的组成及厚度Tab.1ComponentsandthicknessofaseriesofCPICPI体系CPI-1CPI-2CPI-3CPI-4CPI-5n(ODA)∶n(BAHPP)10∶07∶35∶53∶70∶10膜厚/μm71.769.368.333.340.22结果与讨论2.1单体的结构表征二硝基化合物BNHPP和二胺单体BAHPP的核磁共振氢谱如图3所示。二硝基化合物的核磁解析为1H-NMR(500MHz，DMSO-d6)δ：10.86(s，2H)，7.74(d，J=2.3Hz，2H)，7.36(d，J=8.9Hz，2H)，7.06(d，J=8.7Hz，2H)，1.63(s，6H)。二胺单体的核磁解析为1H-NMR(500MHz，DMSO-d6)δ：8.68(s，2H)，6.50(d，J=8.0Hz，2H)，6.41(s，2H)，6.27～6.29(m，2H)，4.33(s，4H)，1.45(s，6H)。由此表明通过合成得到了目标产物。(a)BNHPP(b)BAHPP图3二硝基化合物BNHPP和二胺BAHPP的核磁共振氢谱Fig.31H-NMRspectraofBNHPPandBAHPP图4为二硝基化合物BNHPP和二胺单体BAHPP的红外光谱。由图4可知，BAHPP红外光谱苏骁驰等：ODPA/ODA/BAHPP含羟基共聚聚酰亚胺的合成与性能研究3
绝缘材料2017，50(4)在1483cm-1和1328cm-1处的-NO2对称伸缩振动峰消失，在3440~3305cm-1处出现N-H的伸缩振动峰，表明-NO2发生了还原反应，生成了-NH2。图4二硝基化合物BNHPP和二胺BAHPP的红外光谱Fig.4FTIRspectraofdinitrocompoundanddiamine2.2CPI的性能表征芳香族二酐ODPA与2种二胺ODA和BAHPP通过低温溶液缩聚反应先得到PAA，再经热酰亚胺化程序升温得到一系列含羟基的CPI薄膜，其红外光谱如图5所示。从图5可以看出，在1780cm-1、1718cm-1和740cm-1附近分别出现了酰亚胺环C=O的不对称伸缩振动峰和对称伸缩振动峰以及C=O的弯曲振动峰，1500cm-1附近为苯环的振动吸收峰，1370cm-1附近为酰亚胺键中C-N伸缩振动峰，1240cm-1附近为-O-的吸收峰，由此证明已得到预期的CPI聚合物。随着二胺BAHPP摩尔分数的增加，在3000~3700cm-1处出现的O-H特征峰更加明显。图5含羟基共聚聚酰亚胺的红外光谱Fig.5FTIRspectraofcopolyimidescontaininghydroxylgroup2.3CPI的光学性能图6为含羟基CPI的紫外-可见光谱曲线，其相应的光学性能参数列于表2中。由表2可以看出，CPI-1薄膜在500nm处的光透过率最高，达到67%，截止透过波长为358nm，具有最好的无色透明性。而CPI-5（ODPA/BAHPP）薄膜的透明性较差，在500nm处的光透过率仅为0.5%，紫外截止波长为492nm，颜色呈深棕色。这可能是因为BAHPP在热酰亚胺化过程中发生了氧化交联等化学反应，增加了对光的吸收。在CPI体系中，随着ODA摩尔分数的增加，CPI薄膜的透明性增加，紫外截止波长减小，颜色逐渐变浅。此外，由于CPI-4的薄膜很薄，所以也表现出较好的浅色透明性，这主要是由于薄膜的厚度差异引起的。图6含羟基共聚聚酰亚胺的紫外-
【参考文献】：
期刊论文
[1]含羟基聚酰亚胺薄膜的制备[J]. 张俊伟,牛彦存,邱凯,杨桃蓉,曾科,杨刚. 合成树脂及塑料. 2014(03)
[2]含氟共聚聚酰亚胺的合成与性能研究[J]. 鲁云华,赵洪斌,迟海军,董岩,肖国勇,胡知之. 绝缘材料. 2013(01)
[3]一种含酚酞结构聚酰亚胺的合成及性能表征[J]. 郭妙才,李松年,王晓工,刘刚,益小苏. 高分子学报. 2012(03)
[4]可溶性ODA-ODPA-BPADA共聚聚酰亚胺的合成与性能[J]. 黄明富,颜善银,陈川,王丽,严微,徐祖顺,易昌凤. 高分子材料科学与工程. 2011(10)
[5]3,3’-二氨基-4,4’-二羟基联苯及其聚酰亚胺的合成与性能研究[J]. 费斐,徐永芬,傅菊荪,虞鑫海. 绝缘材料. 2009(06)
[6]含酚羟基聚酰亚胺薄膜的研制[J]. 虞鑫海. 绝缘材料. 2009(05)
[7]含羟基活性基团的聚酰亚胺制备和表征[J]. 路庆华,李梅,陶萍,莫海燕,魏少华,王宗光. 上海交通大学学报. 2001(04)
本文编号：3361696
【文章来源】：绝缘材料. 2017,50(04)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
含羟基共聚聚酰亚胺的合成过程
铀?型涯さ玫紺PI。其他配比的共聚聚酰亚胺薄膜按同样方法制得，合成过程如图2所示，制得的一系列CPI(ODPA/ODA)的组成及厚度见表1。图2含羟基共聚聚酰亚胺的合成过程Fig.2Synthesisofcopolyimidescontaininghydroxylgroup表1一系列CPI的组成及厚度Tab.1ComponentsandthicknessofaseriesofCPICPI体系CPI-1CPI-2CPI-3CPI-4CPI-5n(ODA)∶n(BAHPP)10∶07∶35∶53∶70∶10膜厚/μm71.769.368.333.340.22结果与讨论2.1单体的结构表征二硝基化合物BNHPP和二胺单体BAHPP的核磁共振氢谱如图3所示。二硝基化合物的核磁解析为1H-NMR(500MHz，DMSO-d6)δ：10.86(s，2H)，7.74(d，J=2.3Hz，2H)，7.36(d，J=8.9Hz，2H)，7.06(d，J=8.7Hz，2H)，1.63(s，6H)。二胺单体的核磁解析为1H-NMR(500MHz，DMSO-d6)δ：8.68(s，2H)，6.50(d，J=8.0Hz，2H)，6.41(s，2H)，6.27～6.29(m，2H)，4.33(s，4H)，1.45(s，6H)。由此表明通过合成得到了目标产物。(a)BNHPP(b)BAHPP图3二硝基化合物BNHPP和二胺BAHPP的核磁共振氢谱Fig.31H-NMRspectraofBNHPPandBAHPP图4为二硝基化合物BNHPP和二胺单体BAHPP的红外光谱。由图4可知，BAHPP红外光谱苏骁驰等：ODPA/ODA/BAHPP含羟基共聚聚酰亚胺的合成与性能研究3
绝缘材料2017，50(4)在1483cm-1和1328cm-1处的-NO2对称伸缩振动峰消失，在3440~3305cm-1处出现N-H的伸缩振动峰，表明-NO2发生了还原反应，生成了-NH2。图4二硝基化合物BNHPP和二胺BAHPP的红外光谱Fig.4FTIRspectraofdinitrocompoundanddiamine2.2CPI的性能表征芳香族二酐ODPA与2种二胺ODA和BAHPP通过低温溶液缩聚反应先得到PAA，再经热酰亚胺化程序升温得到一系列含羟基的CPI薄膜，其红外光谱如图5所示。从图5可以看出，在1780cm-1、1718cm-1和740cm-1附近分别出现了酰亚胺环C=O的不对称伸缩振动峰和对称伸缩振动峰以及C=O的弯曲振动峰，1500cm-1附近为苯环的振动吸收峰，1370cm-1附近为酰亚胺键中C-N伸缩振动峰，1240cm-1附近为-O-的吸收峰，由此证明已得到预期的CPI聚合物。随着二胺BAHPP摩尔分数的增加，在3000~3700cm-1处出现的O-H特征峰更加明显。图5含羟基共聚聚酰亚胺的红外光谱Fig.5FTIRspectraofcopolyimidescontaininghydroxylgroup2.3CPI的光学性能图6为含羟基CPI的紫外-可见光谱曲线，其相应的光学性能参数列于表2中。由表2可以看出，CPI-1薄膜在500nm处的光透过率最高，达到67%，截止透过波长为358nm，具有最好的无色透明性。而CPI-5（ODPA/BAHPP）薄膜的透明性较差，在500nm处的光透过率仅为0.5%，紫外截止波长为492nm，颜色呈深棕色。这可能是因为BAHPP在热酰亚胺化过程中发生了氧化交联等化学反应，增加了对光的吸收。在CPI体系中，随着ODA摩尔分数的增加，CPI薄膜的透明性增加，紫外截止波长减小，颜色逐渐变浅。此外，由于CPI-4的薄膜很薄，所以也表现出较好的浅色透明性，这主要是由于薄膜的厚度差异引起的。图6含羟基共聚聚酰亚胺的紫外-
【参考文献】：
期刊论文
[1]含羟基聚酰亚胺薄膜的制备[J]. 张俊伟,牛彦存,邱凯,杨桃蓉,曾科,杨刚. 合成树脂及塑料. 2014(03)
[2]含氟共聚聚酰亚胺的合成与性能研究[J]. 鲁云华,赵洪斌,迟海军,董岩,肖国勇,胡知之. 绝缘材料. 2013(01)
[3]一种含酚酞结构聚酰亚胺的合成及性能表征[J]. 郭妙才,李松年,王晓工,刘刚,益小苏. 高分子学报. 2012(03)
[4]可溶性ODA-ODPA-BPADA共聚聚酰亚胺的合成与性能[J]. 黄明富,颜善银,陈川,王丽,严微,徐祖顺,易昌凤. 高分子材料科学与工程. 2011(10)
[5]3,3’-二氨基-4,4’-二羟基联苯及其聚酰亚胺的合成与性能研究[J]. 费斐,徐永芬,傅菊荪,虞鑫海. 绝缘材料. 2009(06)
[6]含酚羟基聚酰亚胺薄膜的研制[J]. 虞鑫海. 绝缘材料. 2009(05)
[7]含羟基活性基团的聚酰亚胺制备和表征[J]. 路庆华,李梅,陶萍,莫海燕,魏少华,王宗光. 上海交通大学学报. 2001(04)
本文编号：3361696
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3361696.html
教材专著
