一种耐高温形状记忆透明聚酰亚胺薄膜及其制备的形状记忆电极制造技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种耐高温形状记忆透明聚酰亚胺薄膜及其制备的形状记忆电极。所述耐高温形状记忆透明聚酰亚胺薄膜以4,4

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温形状记忆透明聚酰亚胺薄膜及其制备的形状记忆电极


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种耐高温形状记忆透明聚酰亚胺薄膜及其制备的形状记忆电极。

技术介绍

[0002]近年来，随着光电器件逐渐呈现出轻质化、小型化、超薄化和柔性化的发展趋势，CPI薄膜由于兼具良好的无色透明性、耐热性和绝缘性，已广泛应用于触摸屏、柔性印刷线路板、柔性太阳能电池、柔性显示器等光电器件的制造，市场潜力巨大。在电子产品显示屏领域，OLED取代LCD已成主流趋势，并朝着曲面、可折叠、可卷曲的方向发展，柔性OLED市场渗透率不断提升，应用范围从手机向电视等产品拓展，推动了柔性显示用CPI薄膜行业的发展。然而随着柔性光/电子技术水平的提升，单一可延展、可折叠、可弯曲的柔性基板已经无法满足人们对制备具有特定功能与结构的柔性光电器件的要求，使用具有形状记忆效应的柔性基板作为柔性光电器件的基板不仅可实现器件宏观结构的可控性，还可赋予光电器件以形状记忆功能，以应用于机器人、医疗器械、航空航天等高端应用场景。
[0003]具有形状记忆效应的柔性基板的材料为形状记忆材料。形状记忆材料是指具有初始形状，在一定条件下发生形变并固定后，能够感知并响应外界变化的刺激而恢复其初始状态的智能材料。形状记忆材料主要包括形状记忆合金(SMA)、形状记忆陶瓷(SMC)以及形状记忆聚合物(SMP)三类，与形状记忆合金、形状记忆陶瓷相比，形状记忆聚合物密度小、应变大、刺激相应范围广、加工性能好、化学稳定性高等优势，形状记忆CPI还具有良好的透明性，在柔性光电器件领域应用前景更加广泛。然而柔性器件的制作过程往往需要在较高的温度进行，因此对于柔性基板的耐高温性能要求较高，现有的形状记忆CPI玻璃化转变温度较低，无法满足高温加工的要求。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种耐高温形状记忆透明聚酰亚胺薄膜及其制备的形状记忆电极，解决了现有技术中形状记忆聚酰亚胺玻璃化转变温度较低无法满足柔性电子器件高温加工的问题。
[0005]本专利技术的第一方面提供一种耐高温形状记忆透明聚酰亚胺薄膜，所述透明聚酰亚胺薄膜以4,4
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二氨基
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2,2
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双三氟甲基联苯为二胺单体，以六氟二酐和环戊酮双螺降冰片烷四甲酸二酐为二酐单体，通过一步缩聚反应制备得到。
[0006]在其中一些实施例中，所述4,4
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二氨基
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2,2
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双三氟甲基联苯、所述六氟二酐和所述环戊酮双螺降冰片烷四甲酸二酐的摩尔比为5：(5
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A)：A，其中1≤A≤4，优选地，2≤A≤3。
[0007]具体的，所述4,4
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二氨基
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2,2
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双三氟甲基联苯的结构如下：
[0008][0009]所述六氟二酐的结构如下：
[0010][0011]所述环戊酮双螺降冰片烷四甲酸二酐的结构如下：
[0012][0013]在其中一些实施例中，所述透明聚酰亚胺薄膜的结构如下：
[0014][0015]其中：
[0016][0017]x、y、z相互独立地选自0.2
‑
0.8之间任意数。
[0018]聚酰亚胺具有形状记忆功能是指当温度达到聚酰亚胺的玻璃化转变温度时，由于
链段获得足够的能量和自由体积，大分子的链段以及长链运动能力提升，在外界力的拉伸作用下聚合物因链段的运动产生大的应变，而当温度降低到玻璃化转变温度以下时，链段的运动能力被冻结，在拉伸过程中储存的弹性应变能得不到释放而储存在聚合物中，此时只有键角、键长和侧基单元的运动，这些单元运动的结果是只能在较长的时间内缓慢松弛掉极少一部分弹性能，而大部分弹性应变能完全储存在聚合物中，因此赋予了聚酰亚胺高的形状固定率。当再次加热聚酰亚胺到玻璃化转变温度时，由于链段获得足够的能量和自由体积，链段开始剧烈运动，使得内部储存的弹性应变能逐渐释放，促使形状回复到原始状态。本专利技术采用4,4
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二氨基
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2,2
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双三氟甲基联苯和环戊酮双螺降冰片烷四甲酸二酐作为复合二酐，含氟的4,4
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二氨基
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2,2
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双三氟甲基联苯单体性能优异，能赋予透明聚酰亚胺较好的光学性能，但该单体的使用会使聚酰亚胺的接着性降低并且增加材料的热膨胀系数；而环式酸二酐环戊酮双螺降冰片烷四甲酸二酐二脂拥有刚性(硬)螺环结构，比一般的脂环族单体耐热性好，且能使透明聚酰亚胺拥有较低的热膨胀系数以及良好的介电性能，利用二者优势互补，从而制备得到光学、力学性能优良的聚酰亚胺。
[0019]在其中一些实施例中，所述透明聚酰亚胺薄膜的制备方法包括以下步骤：
[0020](1)在氮气氛围下向反应釜中依次加入反应溶剂、4,4
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二氨基
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2,2
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双三氟甲基联苯、六氟二酐和环戊酮双螺降冰片烷四甲酸二酐、交联单体、催化剂以及分子量控制剂，得到反应前驱体溶液；
[0021](2)将所述反应前驱体溶液加热进行反应；
[0022](3)反应结束后向反应液中加入稀释剂，搅拌均匀，即得到聚酰亚胺浆料；
[0023](4)将所述聚酰亚胺浆料涂布在基材上，采用程序升温烘干，脱模后得到具有形状记忆功能的透明聚酰亚胺薄膜。
[0024]在其中一些实施例中，所述交联单体为三(4
‑
氨基苯基)胺，结构如下：
[0025][0026]在其中一些实施例中，步骤(2)中加热温度为135
‑
155℃，加热时间为5
‑
8h；优选地，所述加热温度为145
‑
155℃，加热时间为5
‑
6h。
[0027]在其中一些实施例中，所述聚酰亚胺浆料的固含量为20
‑
30％。
[0028]一般的高分子玻璃化转变温度的高低与分子链的柔性有直接关系，分子链柔性越大，玻璃化温度就低；分子链刚性大，玻璃化温度就高。本专利技术中选用具有苯环、螺环等大体积、高刚性结构且熔点高的二酐单体作为反应二酐，限制了分子的柔性；同时在缩聚反应体系中添加交联单体三(4
‑
氨基苯基)胺提高聚酰亚胺的交联度，从而进一步限制限制分子链的柔性并赋予产物以牢固的物理交联点，进而赋予了产物更高的尺寸稳定性、形状回复率和耐蠕变能力。
[0029]本专利技术的第一方面提供一种形状记忆电极，所述电极从上到下依次包括纳米银保
护层、纳米银导电层和如上述所述的透明聚酰亚胺薄膜。
[0030]在其中一些实施例中，所述纳米银保护层的厚度为2
‑
20μm，所述纳米银导电层的厚度为90
‑
200nm；所述透明聚酰亚胺薄膜的厚度为50...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温形状记忆透明聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述透明聚酰亚胺薄膜以4,4
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二氨基
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2,2
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双三氟甲基联苯为二胺单体，以六氟二酐和环戊酮双螺降冰片烷四甲酸二酐为二酐单体，通过一步缩聚反应制备得到。2.根据权利要求1所述的透明聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述4,4
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二氨基
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2,2
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双三氟甲基联苯、所述六氟二酐和所述环戊酮双螺降冰片烷四甲酸二酐的摩尔比为5：(5
‑
A)：A，其中1≤A≤4。3.根据权利要求1所述的透明聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述透明聚酰亚胺薄膜的结构如下：其中：x、y、z相互独立地选自0.2
‑
0.8之间任意数。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的透明聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述透明聚酰亚胺薄膜的制备方法包括以下步骤：(1)在氮气氛围下向反应釜中依次加入反应溶剂、4,4
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二氨基
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2,2
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双三氟甲基联苯、六氟二酐和环戊酮双螺降冰片烷四甲酸二酐、交联单体、催化剂以及分子量控制剂，得到反应前驱体溶液；(2)将所述反应前驱体溶液加热进...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹世治，靳世东，曾西平，彭礼明，
申请(专利权)人：深圳市华科创智技术有限公司，
类型：发明
国别省市：