【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自修复材料，尤其涉及一种透明自修复聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、聚酰亚胺(pi)因主链上含有刚性的酰亚胺环结构而具有良好的热性能、耐溶剂性、介电性能和优异的机械性能，自20世纪60年代首次发现以来，被广泛应用于航空航天、电介质、电子设备等领域。然而，由于聚酰亚胺分子内和分子间的电荷转移相互作用，使其在约500nm的可见光谱区域产生吸收从而呈现深棕色。为解决这一问题，人们尝试通过调控单体结构来降低ct效应以获得无色透明聚酰亚胺，在解决颜色问题的同时也赋予了分子链更好的柔性，使其同时也具备了良好的透光性以及柔性可弯折的特点，使全透明柔性显示成为可能。然而，重复的折叠、滚动或拉伸势必会造成柔性显示器的永久变形，导致显示器表面出现裂纹及破损等机械损伤。
2、自修复聚合物能够自主检测周围环境各种变化引起的损伤或缺陷，并使用外部刺激源(光、紫外线、热等)恢复损伤。根据修复机制的不同，可分为外援型自修复材料和本征型自修复材料。外援型自修复材料主要通过包埋微胶囊或微血管的方式，从其中释放可聚合或交联的有效成分来进行自我修复，其修复能力取决于剩余的修复剂数量，一旦修复剂被耗尽，在同一位置进行自我修复的能力将永久丧失。而本征型自修复材料则是利用分子内部结构中动态可逆化学键在断裂破损处完成可逆交换反应，进而达到修复目的。相比之下，该体系不依赖于嵌入微胶囊或血管中的修复剂含量及分布的影响，而是利用基体内部特定且可逆的相互作用，使得它们能够反复多次地修复相同受损区域。因此，本征型自修复高分子更适合作为表面极易出
3、作为动态可逆化学键的重要成员之一，双硫键由于其来源广泛、交换反应条件温和易于调控的优点，在自修复高分子材料合成
引起了人们的广泛关注。其中，芳香族双硫键由于结构中苯环与硫原子间存在p-π共轭效应，使得双硫键易于断裂而形成更加稳定的自由基，因而具有更低的键能(214kj/mol)，可在无外界刺激的室温下完成双硫键的交换反应。然而，芳香族二硫化物的引入通常会导致材料发黄、透明性差且力学性能降低等问题。因此，提供一种具有优异的自修复效率，以及良好的光学性能和力学性能的自修复高分子材料成为了本领域亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种透明自修复聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用，本专利技术提供的透明自修复聚酰亚胺薄膜兼具优异的自修复特性、力学性能和高透光率。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种透明自修复聚酰亚胺薄膜，具有式ⅰ所示结构：
4、
5、其中，ar为
6、ar1为
7、n和m均为正整数。
8、优选地，所述ar1为
9、本专利技术提供了上述技术方案所述的透明自修复聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括以下步骤：
10、(1)向多苯醚类二酐溶液中加入多苯醚类二胺，得到混合溶液；
11、(2)向所述步骤(1)得到的混合溶液中加入胱胺溶液，进行共聚反应，得到聚酰胺酸溶液；
12、(3)向所述步骤(2)得到的聚酰胺酸溶液中加入脱水剂和催化剂，进行脱水环化，得到聚酰亚胺；
13、(4)将所述步骤(3)得到的聚酰亚胺与有机溶剂混合，得到聚酰亚胺溶液；
14、(5)将所述步骤(4)得到的聚酰亚胺溶液进行涂覆，然后进行阶段性程序升温，之后经脱膜得到透明自修复聚酰亚胺薄膜。
15、优选地，所述步骤(1)中的多苯醚类二酐溶液中的多苯醚类二酐包括双酚a型二醚二酐或双酚af二酐。
16、优选地，所述步骤(1)中的多苯醚类二胺包括1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷或2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷。
17、优选地，所述步骤(1)中的多苯醚类二酐溶液中的多苯醚类二酐的物质的量与多苯醚类二胺和步骤(2)中的胱胺溶液中的胱胺的总物质的量之比为1:1～1.03:1。
18、优选地，所述步骤(2)中的胱胺溶液中的胱胺和所述步骤(1)中的多苯醚类二胺的物质的量之比为1:1～1:9。
19、优选地，所述步骤(3)中的脱水剂为乙酸酐；所述催化剂为吡啶；所述脱水剂和催化剂的物质的量之比为1:1～1:1.2；所述脱水剂与所述步骤(1)中的多苯醚类二酐溶液中的多苯醚类二酐的物质的量之比为2:1～2.5:1。
20、优选地，所述步骤(3)中脱水环化的温度为室温～60℃，脱水环化的时间为2～24h。
21、本专利技术还提供了上述技术方案所述的透明自修复聚酰亚胺薄膜或所述制备方法制备的透明自修复聚酰亚胺薄膜在显示器中的应用。
22、本专利技术提供了一种透明自修复聚酰亚胺薄膜，具有式ⅰ所示结构：其中，ar为ar1为n和m均为正整数。
23、本专利技术通过引入含有双硫键的功能单体，借助双硫键之间的交换反应可以实现分子链的重组，从而赋予材料自修复功能；同时，脂肪族结构的引入可以阻碍电荷转移络合物的形成，进而得到低黄度的透明聚酰亚胺薄膜。实施例的结果显示，本专利技术提供的透明自修复聚酰亚胺薄膜的自修复效率为92.54％、拉伸强度为99.76mpa，在可见光区域的平均透射率为87.46％，黄度值为6.1。
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1.一种透明自修复聚酰亚胺薄膜，其特征在于，具有式Ⅰ所示结构：
2.根据权利要求1所述的透明自修复聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述Ar1为
3.权利要求1或2所述的透明自修复聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的多苯醚类二酐溶液中的多苯醚类二酐包括双酚A型二醚二酐或双酚AF二酐。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的多苯醚类二胺包括1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷或2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的多苯醚类二酐溶液中的多苯醚类二酐的物质的量与多苯醚类二胺和步骤(2)中的胱胺溶液中的胱胺的总物质的量之比为1:1～1.03:1。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的胱胺溶液中的胱胺和所述步骤(1)中的多苯醚类二胺的物质的量之比
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的脱水剂为乙酸酐；所述催化剂为吡啶；所述脱水剂和催化剂的物质的量之比为1:1～1:1.2；所述脱水剂与所述步骤(1)中的多苯醚类二酐溶液中的多苯醚类二酐的物质的量之比为2:1～2.5:1。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中脱水环化的温度为室温～60℃，脱水环化的时间为2～24h。
10.权利要求1～2任一项所述的透明自修复聚酰亚胺薄膜或权利要求3～9任一项所述制备方法制备的透明自修复聚酰亚胺薄膜在显示器中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种透明自修复聚酰亚胺薄膜，其特征在于，具有式ⅰ所示结构：
2.根据权利要求1所述的透明自修复聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述ar1为
3.权利要求1或2所述的透明自修复聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的多苯醚类二酐溶液中的多苯醚类二酐包括双酚a型二醚二酐或双酚af二酐。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的多苯醚类二胺包括1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷或2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的多苯醚类二酐溶液中的多苯醚类二酐的物质的量与多苯醚类二...
【专利技术属性】
技术研发人员：李歆，翟燕，王伟，赵玉立，怀林，张华，高雪峰，
申请(专利权)人：太原工业学院，
类型：发明
国别省市：
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