Page 80 - 精细化工2019年第12期

·2408· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

测试，结果如表 1 所示。根据表 1 可知，该系列 CPI
的特性黏度在 0.78~0.88 dL/g 内，数均分子量在
5
4
4
5
6.3×10 ~7.0×10 ，重均分子量在 1.4×10 ~2.6×10 ，分
散性指数在 2.1~3.6。说明所制系列 CPI 具有较高的
分子量与适中的分子量分布。
分别利用红外光谱和核磁共振氢谱对 CPI-1~
CPI-4 薄膜的结构进行了表征分析。图 1 给出了 CPI-1~
CPI-4 的红外光谱图。从图 1 中可以看出，CPI-1~
–1
CPI-4 在 3300~3500 cm 内无明显的氨基吸收峰，说
–1
明酰亚胺化反应基本完成；在 1780 和 1725 cm 处附 图 2 CPI-1～CPI-4 的核磁共振氢谱
1
近出现明显的吸收峰，分别对应 C==O 不对称和对 Fig. 2 HNMR spectra of CPI-1~CPI-4
–1
称伸缩振动及 C==O 弯曲振动，1500 和 1060 cm 附
–1
近的吸收峰对应苯环骨架振动，1370 cm 附近的吸收 2.2 CPI 的溶解性能测定
峰代表酰亚胺键中 C—N 的对称伸缩振动，1240 cm –1 CPI-1~CPI-4 在不同溶剂中的溶解性见表 2。实
附近的吸收峰代表 C—O—C 伸缩振动，1110 cm –1 验用 0.1 g 聚酰亚胺溶于 1 mL 有机溶剂来测试其溶
解性。由表 2 可知，CPI 具有较好的溶解性，室温
附近的吸收峰代表 C—F 的伸缩振动，随含氟单体
下可以溶于二甲基亚砜（DMSO）、DMAc、NMP 等
的增加，C—F 的吸收峰逐步变强。这些特征峰表明，
强极性高沸点溶剂，也能溶解于氯仿（CHCl 3 ）、二
聚酰亚胺结构及含氟基团的存在，证明 CPI 的结构
被成功合成。 氯甲烷（CH 2 Cl 2 ）等低沸点有机溶剂。从分子结构
的角度加以分析，主要归因于主链中大自由体积的
三氟甲基的引入，有效增加了分子链之间的距离，降
低了分子链间的堆砌密度，从而有利于溶剂小分子
的渗入与扩散，在不破坏聚酰亚胺刚性结构的前提
下，使得聚合物在室温下的溶解性得到了有效改善。
与此同时，聚合物主链中柔性醚键和共聚结构单元
的同时引入，可以有效降低聚合物分子结构的规整
性和结晶性，也可增加聚酰亚胺的溶解性。

表 2 CPI-1~CPI-4 的溶解性

Table 2 Solubility of CPI-1~CPI-4
图 1 CPI-1~CPI-4 的红外谱图 Solvent
Fig. 1 FTIR spectra of CPI-1~CPI-4 Polymer DMSO DMAc NMP THF
CHCl 3 CH 2Cl 2
②
③
CPI-1 + + ++ + + s
图 2 给出了聚合物的核磁共振氢谱图。从图中
CPI-2 ++ ① ++ ++ ++ + +
可以看出，整个核磁氢谱上未出现明显的氨基质子 CPI-3 ++ ++ ++ ++ ++ +
特征峰，再次说明亚胺化反应比较完全。与 CPI-4 CPI-4 ++ ++ ++ ++ ++ ++
相比，CPI-1~CPI-3 多出了二苯醚胺结构单元上的 注：①聚酰亚胺室温下快速溶解，质量分数达到 10%；②
1
质子峰（ HNMR 中编号为 7、8 的峰），由于酰亚胺 聚酰亚胺室温下可溶，质量分数为 5%；③溶胀。
环上存在强吸电子的羰基，吸收峰出现在低场，CPI-1~
CPI-3 中二苯醚胺上的 7、8 质子峰对应的化学位移 2.3 CPI 的光学性能测试
为 7.44 和 7.22。另外，随着含氟二胺单体 TFMB CPI-1~CPI-4 薄膜的紫外-可见光谱图见图 3。表 3
含 量 的 增加， 含氟 二胺结 构单 元上的 质子 峰 给出了 CPI-1~CPI-4 薄膜的光学数据。
1
（ HNMR 中编号为 4、5、6 的峰）峰强逐渐增大，由 聚酰亚胺在紫外-可见光区域的透光性对于其
于酰亚胺环上的羰基和三氟甲基中氟原子为强吸电 在实际中的应用具有重要意义，尤其是在光电子领
子基团，吸收峰有向低场方向移动的现象，CPI-1~ 域，但常规聚酰亚胺薄膜通常需要在 500 nm 波长后
CPI-4 中六氟二胺上的 4、5、6 质子峰对应的化学 才具有透光性。由图 3 和表 3 可知，所制 CPI 薄膜
位移为 7.77、7.97 和 7.63。 在可见光区有较高的透过率，CPI 薄膜在 400 nm 以