聚(jù)酰亞胺的製備方法多種多樣,其中(zhōng)包括熔(róng)融縮聚法、溶液縮聚法、氣相沉積法等。溶液縮聚法因為反應條件較(jiào)為溫和,可操作性較強所以(yǐ)最為常見。而熔液縮聚又(yòu)分為一步法和兩步(bù)法(fǎ)。一(yī)步法是指將二元(yuán)酐和二元胺置於高沸點溶劑中加熱到較高溫度,一般(bān)為200℃左右,經催化作用通(tōng)過一步(bù)反(fǎn)應直接聚合得到(dào)高分量的聚酰亞(yà)胺。該過程(chéng)中二酐和二胺的縮聚(jù)反應和脫水成環是同時進行的,並沒有聚酰胺酸PAA 這一中間體的出現。該方法雖然合成過程(chéng)較(jiào)為簡(jiǎn)單(dān),但是所用溶劑毒性較大,如(rú)對氯苯酚、無水的間甲酚等,並且比較適合可溶性PI 的(de)製備,因此應用時存(cún)在一定程度的局限性。
兩步法即為二酐和二酐經兩步反應得到聚酰亞胺。**步是將二元酐和二元胺置於高沸點(diǎn)非質子溶劑中,如N,N-二甲基乙(yǐ)酰胺(DMAc),N-甲(jiǎ)基吡咯烷(wán)酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等,室溫下或者冰水浴(yù)條件下發生縮合聚合反應得到前驅體(tǐ)聚酰胺酸PAA 溶液;第二(èr)步是將PAA 溶液進行熱亞(yà)胺(àn)化或者化學亞胺化法脫水環化生成聚酰亞胺。兩步法反應條件較為溫和,低溫環境(jìng)下即可反應,安全(quán)簡便(biàn),可操控性強,故該方法應用最為廣泛。
化學亞胺化是指利用化學脫水劑(如酸酐、氯化亞碸、乙酰氯等)並以叔胺(如吡啶、三乙胺等)作為催化劑進(jìn)行脫水成環的過(guò)程。雖然化學亞胺(àn)化能在較(jiào)低的環境下進(jìn)行,但是催化劑的加入會嚴重影響(xiǎng)聚酰亞胺的力學等性能。所以兩(liǎng)步法中將粘(zhān)稠PAA 溶(róng)液轉化為相應的聚酰亞胺薄膜的最常(cháng)用方式是熱酰亞胺化(huà)。熱亞胺化(huà)方法是將聚酰(xiān)胺酸階(jiē)梯式升溫至300℃以(yǐ)上進(jìn)行脫(tuō)水環(huán)化生成聚酰亞胺。但需要注意是,亞胺化過(guò)程(chéng)不宜(yí)過快,否(fǒu)則可能導致最終的聚酰亞胺膜產品中形成氣泡和空隙。且(qiě)在沒(méi)有催化劑的情(qíng)況下亞(yà)胺化(huà)溫度(dù)需到達300℃ 以上才能徹底亞胺化,如果亞胺化不完全(quán)會嚴重影響聚酰亞胺薄膜(mó)的力學性能,熱學性能等。