Page 76 - 精细化工2020年第2期

第 37 卷第 2 期 精 细 化 工 Vol.37, No.2
202 0 年 2 月 FINE CHEMICALS Feb. 2020

功能材料
一类含甲基结构高透明聚酰亚胺的合成与性能

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余 彬，张晓静，王俊儒，汪称意 ，蒋彩荣，赵晓燕，李 坚，任 强
（常州大学 材料科学与工程学院，江苏 常州 213164）

摘要：以 2,6-二氨基甲苯、3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐、3,3′,4,4′-二苯醚四甲酸二酐为原料，间甲酚作为溶剂，经
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一步法高温共缩聚，制备一系列可溶性共聚型聚酰亚胺（MPI）。利用 FTIR、 HNMR、DSC、TGA 和 UV 等对
MPI 进行了结构确认与性能表征。结果表明：该系列 MPI 可溶于 N-甲基吡咯烷酮（NMP）、N,N-二甲基乙酰胺
（DMAc）、二甲基亚砜（DMSO）等有机溶剂，具有良好的溶解性和成膜性，并随着联苯酐含量的增加溶解性
降低；同时，该系列 MPI 制得的薄膜具有良好的光学透过性能，在紫外光波长 450 nm 时的透过率均在 74%以
上，截止波长在 350 nm 左右；该系列 MPI 的起始分解温度均超过 457 ℃，800 ℃氮气氛围中的焦炭产率在 63%
以上，玻璃化转变温度在 260~285 ℃之间，表现出优异的热学性能。此外，该系列 MPI 薄膜还具有良好的机械
性能，其弹性模量在 1.7~2.1 GPa 之间，拉伸强度在 89.7~120.6 MPa 之间，断裂伸长率在 19.7%~28.4%之间。
关键词：聚酰亚胺；溶解性；光学透明性；功能材料
中图分类号：TQ323.7 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 02-0278-06

Synthesis and properties of a class of high transparent
polyimides containing methyl structure

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Yu Bin, Zhang Xiaojing, Wang Junru, Wang Chenyi , Jiang Cairong,
Zhao Xiaoyan, Li Jian, Ren Qiang
（School of Materials Science and Engineering, Changzhou University, Changzhou 213164, Jiangsu, China）

Abstract: A series of soluble methyl-containing polyimides (MPI) were prepared by a one-step high-
temperature copolymerization using 2,6-diaminotoluene (TDA), 3,3′,4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride
(BPDA) and 3,3′,4,4′-tetracarboxydiphthalic ether dianhydride (ODPA) as monomers, m-cresol as solvent.
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Their structures and properties were characterized by FTIR, HNMR, DSC, TGA, UV, etc. The results
showed that this series of MPIs had good solubility in N-methyl pyrrolidone (NMP), N,N-
dimethylacetamide (DMAc), dimethyl sulfoxide (DMSO) and so on solvents, and their solubility decreased
with the increase of the content of biphenyl anhydride. Furthermore, these MPIs had film formation. The
obtained films showed good optical transmission properties. The transmittance at the ultraviolet light
wavelength of 450 nm was above 74%, and the cutoff wavelengths were around 350 nm. These polyimides
also exhibited good thermal properties. Their initial decomposition temperatures were more than 457 ℃, their
coke yield in 800 ℃ nitrogen atmosphere was above 63%, and their glass transition temperatures were in the
range of 260~285 ℃. Meanwhile, the MPIs films displayed good mechanical properties with elastic
modulus, tensile strength and elongation at break were in the range of 1.7~2.1 GPa, 89.7~120.6 MPa and
19.7%~28.4%, respectively.
Key words: polyimide; solubility; optical transmission; functional materials

耐热光学透明聚合物具有质轻、柔韧性好和加 满足电子行业的高温制造要求（长期使用温度为 270
[1]
工性好的特点，在电子和光电领域中得到应用。但 ℃，需要 400 ℃的短期使用温度） 。因此，开发
是传统的工程塑料如聚酯、聚碳酸酯和聚砜，不能 耐高温且光学透明度高的聚合物具有重要的研究价

收稿日期：2019-07-09; 定用日期：2019-08-09; DOI: 10.13550/j.jxhg.20190665
基金项目：国家自然科学基金（21404016）；江苏省重点研发计划（BE2017645）；江苏省研究生实践创新计划（SJCX18-0954）
作者简介：余 彬（1993—），男，硕士生，E-mail：1062545259@qq.com。联系人：汪称意（1981—），男，副教授，E-mail：
wangcy@cczu.edu.cn。