聚酰亞胺是(shì)在50年代中為了滿(mǎn)足當時航空、航天技術(shù)對於耐高溫的高強度、高模量、高介電性能、耐輻射的(de)高分子材料的需求而在美(měi)國和前蘇(sū)聯率先發展起來的。在此後的二三十年中研製出了數十種主鏈上(shàng)含(hán)大量苯環和俄雜環(huán)的聚合物,例如(rú)聚苯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚碸、聚醚酮、芳香聚酰(xiān)胺、芳(fāng)香聚(jù)酯,特別是熱致性(xìng)液晶聚酯、聚苯並咪唑、聚(jù)苯並嗯唑、聚苯(běn)並噻唑、聚喹嗯啉、聚喹啉和聚酰亞胺等。這些聚合物又可分為芳環聚合物和雜環聚合物兩類。由(yóu)於性能一價格(gé)比的平衡,芳環聚合物雖然在耐熱性上一般不如(rú)雜環高分子高,但由(yóu)於成(chéng)本(běn)較低,除(chú)了聚苯外都能為工業界所接受;而雜環(huán)高(gāo)分子則(zé)相反(fǎn),除了(le)聚酰亞胺外(wài)幾乎都未能得到商品(pǐn)化。
聚酰亞胺品種繁多、形式多樣,在合成上具有多條途徑,凶此可以根據各種應用目的進行選擇,這種(zhǒng)合成上的易變通性也是(shì)其他高分(fèn)子所難以具備的。
1、作(zuò)為主要單體的(de)二元酐和二元胺相對比較(jiào)容易合成,品種繁多,不同(tóng)的組合就可以(yǐ)獲得不同性(xìng)能(néng)的聚酰亞胺。
2、可以由二酐和二胺在極性溶劑(如DMF、DMAC、NMP或THF/甲醇混合溶劑(jì))中先進行低溫縮聚,獲得可溶的(de)聚(jù)酰胺酸,成膜(mó)或紡絲後加熱至300℃左右(yòu)脫水成環轉變為聚酰亞胺;也可以向聚酰胺酸中加入醋酐和叔胺類催化劑,進行化學(xué)脫水環化,得到聚酰亞胺溶(róng)液或粉末。二酐(gān)和二胺還可以在(zài)高沸點溶劑(如(rú)酚類溶劑(jì))中加熱縮聚,一步獲得聚酰亞胺。此外,還可以由四元酸的二元酯和二胺反應獲得聚酰亞胺;也可以由(yóu)聚酰胺酸先轉變(biàn)為聚異酰亞胺,然(rán)後再熱轉化為聚酰(xiān)亞胺。這些方法都為加工帶來方便(biàn),前者稱為PMR方法,可以獲(huò)得(dé)低黏度、高固含量的溶液,在加工時有一個具有低熔體黏度的窗口,特別適(shì)用於複合材料的製造;後者則增加(jiā)了溶解性,在轉化的過程中不放出低(dī)分子化合物。
3、很容易在鏈端或(huò)鏈上(shàng)引入(rù)反應基(jī)團形(xíng)成活性低聚物,從而(ér)得到熱固(gù)性聚酰亞胺。
4、利用聚酰胺酸中的(de)羧基,進行酯化或成鹽,引入光敏基(jī)團或長鏈烷基獲得雙親聚(jù)合物,可得到光刻膠或用於LB膜的製備。
5、隻要單體純度合格(gé),不論采用何種縮聚方法,都很容易獲得足夠高的(de)分子量(liàng),加入單元(yuán)酐或單元胺還可以很容(róng)易地對分子(zǐ)量進行調控。
6、一般合成聚酰亞胺的過程都不產生無機鹽,對於絕緣材料的製(zhì)備特別(bié)有(yǒu)利。
7、作為單體的二酐和二胺(àn)在高真空下容(róng)易(yì)升(shēng)華,因此容(róng)易利用氣相沉積法在工件,特別是表麵凹凸不平的器(qì)件上形成聚酰亞(yà)胺薄膜。