低温酰亚胺化法制备高粘附性聚酰亚胺涂层胶
聚酰亚胺涂层胶是指有着优异涂覆性能的热塑性聚酰亚胺的前聚体—聚酰胺酸溶液，在众多高科技领域中发挥着重要作用。但目前已工业化的聚酰亚胺涂层胶需要高温条件(300℃以上)才能完全酰亚胺化得到聚酰亚胺涂层，这限制了它在很多领域的应用。同时，聚酰亚胺分子刚性大，分子间作用力强，表面能低，对基底的粘附性较弱。因此，探究低温下制备高粘附性聚酰亚胺涂层胶的方法具有十分重要的意义。 本文首先利用2,2-双[4-（4-氨基苯氧基）苯基]丙烷(BAPP)、4,4'-二氨基二苯醚(ODA)、3,3'，4,4'-二苯甲酮四酸二酐(BTDA)、4,4'-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)四种单体合成了不同种配方的聚酰亚胺涂层胶，然后在综合性能最优异的BAPP-ODA-BTDA型聚酰亚胺涂层胶中加入固化催化剂来降低聚酰胺酸的酰亚胺化温度，同时探究其低温酰亚胺化反应的最佳条件。之后分别加入1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(GAPD)和氨丙基封端聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行共聚，比较不同含硅单体和含硅单体的不同用量对材料综合性能的影响。最后添加3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)单体，控制单体的加入量和反应时间合成不同分子量的BAPP-ODA-BTDA-PDMS-APTS型聚酰亚胺涂层胶，探究共混两种不同相对分子质量的聚酰胺酸溶液对材料性能特别是粘附性的影响。 主要利用红外光谱(FTIR)、核磁共振(1H-NMR)探究材料的化学结构，凝胶渗透色谱(GPC)考察聚酰亚胺涂层胶的分子量和分子量分布，粘度计测定聚酰亚胺涂层胶的表观粘度，万能电子拉力机、热重(TG)测量聚酰亚胺涂层薄膜的力学性能、热稳定性，扫描电子显微镜(SEM)观察涂层薄膜的表面形貌，接触角测定涂层薄膜的表面张力，并利用漆膜的划格实验、蒸煮法以及拉伸剪切强度和T剥离强度分析了聚酰亚胺涂层胶的粘附性能。 本文发现:引入柔性较大的BAPP和极性较强的BTDA可以提高涂层胶的附着力，加入ODA进行共聚后，BAPP-ODA-BTDA型涂层胶在保持力学性能、热稳定性均优异的情况下与基底间的附着力最大，初步符合对涂层胶使用性能的要求;使用喹啉作为催化剂，当聚酰亚胺涂层胶的固含量为20％、喹啉与二酐单体的物质的量之比为1.5∶1时，BAPP-ODA-BTDA型聚酰胺酸可在200℃下基本完成酰亚胺化反应，得到的聚酰亚胺涂层薄膜综合性能优异;加入GAPD共聚后，材料的力学性能受到较大影响，而加入适量的PDMS后，材料的加工性能变好，BAPP-ODA-BTDA-PDMS型聚酰亚胺涂层薄膜的拉伸强度可达110.72Mpa，T5％为519.7℃，力学性能和热稳定性保持优异，且聚酰亚胺涂层胶的粘附性得到改善;不同分子量的BAPP-ODA-BTDA-PDMS-APTS型聚酰胺酸溶液共混可有效提高涂层胶的粘附性，具有GPC明显双峰特征（重均分子量分别为25664和4279）的聚酰亚胺涂层胶与铝板的拉伸剪切强度和T剥离强度最大，与铜板、铝板、玻璃板的附着力等级都已达到最优等级0级，与玻璃基底的附着时间大于2280h，且涂层薄膜拉伸强度为108.75Mpa，T5％为495.99℃，综合性能优异，是一种可在低温下酰亚胺化制备的高粘附性聚酰亚胺涂层胶材料。
涂层胶;聚酰亚胺;制备工艺;低温酰亚胺化法;粘附性
南京理工大学
硕士
材料学
徐勇
2016
中文
TQ433.43
91
2016-11-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）