Page 80 - 精细化工2020年第2期

·282· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

(T g )和热稳定性进行测试。图 5 和图 6 分别是所制聚 些含大取代侧基结构聚酰亚胺，所制聚酰亚胺具有更
酰亚胺在 N 2 和 O 2 下的热失重曲线，具体数据如表 高的热分解温度和 T g ，其 T 5% 和 T g 均要高出20~40 ℃ [8-9] 。
4 所示，该系列 MPI 无论是在氧气中还是在氮气中 这主要归因于所制聚酰亚胺结构单元中含有相对较
均表现出了较好的热稳定性：在氧气和氮气氛围下， 小体积的取代烷基，更有利于保持聚酰亚胺芳香主
5%的热失重温度（T 5%/℃）分别超过了 457 和 513 ℃； 链固有的热性能。
10%的热失重温度（T 10% /℃）分别超过了 495 和 549 ℃；
800 ℃时的质量保留率（R w /%）超过了 63%。优异
的热稳定性归因于所设计的聚酰亚胺主要为芳香环
结构。从测试结果的主体趋势可得出，随着联苯二
酐含量的增加所制共聚型聚酰亚胺的热稳定性也相
应增加。联苯二酐刚性的增加使得共聚型聚酰亚胺
的刚性增加，热稳定性提高。

图 7 MPI-1~MPI-4 薄膜的 DSC 曲线
Fig. 7 DSC curves of MPI-1~MPI-4 film

2.6 含甲基结构 MPI 的力学性能
表 5 为 MPI-1~MPI-4 薄膜的拉伸强度、断裂伸
长率和弹性模量的数据。

表 5 MPI-1~MPI-4 薄膜的机械性能测试

图 5 MPI-1~MPI-4 薄膜在 N 2 中的 TGA 曲线 Table 5 Mechanical properties of MPI-1~MPI-4 film
MPI d/μm 拉伸强度/MPa 弹性模量/GPa 断裂伸长率/%
Fig. 5 TGA curves of MPI-1~MPI-4 film in N 2
MPI-1 63 89.7 1.7 26.2
MPI-2 61 107.1 1.8 28.4
MPI-3 64 99.2 1.8 22.6
MPI-4 63 120.6 2.1 19.7

从表 5 可知，聚合物 MPI-1~MPI-4 的拉伸强度
在 89.7~120.6 MPa 之间，断裂伸长率在 19.7%~
28.4%之间，弹性模量在 1.7~2.1 GPa 之间。由此可
见，该系列聚酰亚胺具有良好的机械性能。这主要
归因于所设计的芳香型共聚聚酰亚胺。再由表 5 可

图 6 MPI-1~MPI-4 薄膜在 O 2 中的 TGA 曲线 见，随着联苯二酐含量的增加，拉伸强度和弹性模
Fig. 6 TGA curves of MPI-1~MPI-4 film in O 2 量随之增加，断裂伸长率随之减少。由此可见，MPI

表 4 MPI-1~MPI-4 的热性质 分子结构中联苯二酐含量增多则聚合物刚性增大，柔
Table 4 Thermal properties of MPI-1~MPI-4 性有所下降。因此，可以根据使用领域的需求来选择
T 5%/℃ T 10%/℃ 不同韧性的薄膜。
MPI T g/℃ R w/%
O 2 N 2 O 2 N 2
MPI-1 272 457 532 495 570 63 3 结论
MPI-2 260 459 513 523 549 65
MPI-3 280 473 533 537 566 66 以 2,6-二氨基甲苯、3,3′,4,4′-二苯醚四甲酸二
MPI-4 285 501 542 552 568 66
酐、3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐为起始原料，经一步法
图 7 为 MPI-1~MPI-4 薄膜的 DSC 曲线。从图 7 溶液缩聚，成功制备了一系列可溶性共聚型 MPI。甲
可以看出，聚酰亚胺 MPI-1~MPI-4 的 T g 均在 260 ℃ 基间位苯环和共聚结构单元的同时引入，有效改善
以上，表明刚性的芳香族结构使得聚合物主链运动困 了该类 MPI 的溶解性、成膜性和光学透明性，所制
难，表现出较高的 T g。很明显，相比前期报道的一 薄膜在紫外光波长 450 nm 时的透过率均在 74%以