一种柔性透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法，具有如下重复结构单元：，式中代表二酐残基，代表二胺残基。本发明专利技术将二胺2,2’-双三氟甲基-4,4’-二氨基联苯（TFDB）的异构体3,3’-二氨基-5,5’-双三氟甲基联苯引入聚酰亚胺结构，保持了聚酰亚胺优异的耐热性与耐化学性，同时提高了透明度。此外，其中采用的脂环二酐聚合得到的聚酰亚胺薄膜透明度更高，热性能更优异。此类聚酰亚胺薄膜紫外光透过截止波长为290nm-350nm，在400nm处的透过率不低于89%，玻璃化转变温度在270℃-353℃之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高性能高分子材料的
，涉及，所述的聚酰亚胺含有新型二胺单体。
技术介绍
聚酰亚胺是一种高性能材料，具有优异的热稳定性，化学稳定性，机械性能，在航天航空、电气电子、光电子等高
具有广泛的应用前景。在上世纪60年代中期，聚酰亚胺薄膜(Kapton)及清漆(Pyre ML)开始实现商品化，同时也开启了聚酰亚胺在高性能材料领域的飞速发展。在柔性显示和柔性薄膜电池等领域，聚酰亚胺薄膜材料作为柔性基板，能够很好满足使用要求。由于分子链共轭吸收和分子内与分子间电荷转移络合物的作用，传统的聚酰亚胺薄膜颜色很深，在可见光波段的透过率低。从分子结构出发设计浅色的聚酰亚胺材料，主要思路有一下几种，引入桥联键打断分子链共轭，主链中引人大位阻侧基，或者引入三氟甲基，砜基结构等强吸电子基团，减弱分子内与分子间电荷络合物的作用，引入脂环结构代替芳环结构。在改善聚酰亚胺薄膜的透明度的过程中，出现了聚酰亚胺耐热性能、耐化学性能的降低。在题目为“Flexible Organic Electroluminescent Devices Based onFluorine-Containing Colorless Polyimide Substrates” 的文献中首次报道了聚酸亚胺薄膜在光电器件中的应用，作者采用的二胺是2,2，-双三氟甲基-4，4’ - 二氨基联苯(TFDB)，二酐是4，4’-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)，薄膜的截止波长是360nm，在400nm处的透过率是50%。显然 ，可见光波段的透明度还有待提高。在题目为“Highly Organosoluble and Flexible Polyimides with ColorLightness and Transparency Based on2,2~Bis[4-(2~trifluoromethyl-4-aminophenoxy)-3, 5-dimeth-ylphenyl]propane”的文献中，作者设计了新型含醚二胺单体2，2_双[4-(2 - 二氟甲基-4-氨基苯氧基-3，5 - 二甲基苯基]丙烧。此种二胺与4，4’-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)聚合得到的聚酰亚胺薄膜的截止波长为356nm，玻璃化转变温度是2640C，在空气中热分解温度是462°C。由于引入双醚键，分子链柔性增大，玻璃化转变温度下降。在二胺分子中引入四个甲基结构，也降低了热分解温度。在题目为“无色透明耐高温聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究”的文献，作者采用两种异构型联苯型二酐单体，分别是对称结构的3，3’，4，4’ -联苯四甲酸二酐(s-BPDA)以及不对称结构的2，3，3’，4’ -联苯四甲酸二酐(a-BPDA)与含氟芳香二胺1，4-双(4’ -氨基-2’ -三氟甲基苯氧基)联苯(TFDAB)聚合得到两种聚酰亚胺薄膜P1-1 (s-BPDA/TFDAB)与P1-2 (a-BPDA/TFDAB),发现P1-1在450nm处透过率达到93%，而P1-2透过率只有67%。结果表明，不对称的二酐能够增加分子链的扭曲，降低分子间与分子内电荷转移络合物的作用。针对之前的研究分析，引入桥联结构能够打断共轭，但是分子链柔性过大玻璃化转变温度下降严重。通过分子异构设计出的链扭曲程度大能够降低电荷转移络合物的作用。因此我们从增加分子链扭曲角度出发，采用了二胺2，2’ -双三氟甲基-4，4’ - 二氨基联苯(TFDB)异构分子3，3’ - 二氨基-5，5’ -双三氟甲基联苯，不牺牲聚酰亚胺耐热性能和耐化学性能的同时，增加了可见光波段透过率。
技术实现思路
本专利技术主要目的是提供一种柔性透明聚酰亚胺薄膜。本专利技术的另一目的在于提供一种柔性透明聚酰亚胺薄膜的制备方法。本专利技术的目的通过以下技术方案实现一种柔性透明聚酰亚胺薄膜，所述的聚酰亚胺薄膜具有如下重复结构单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性透明聚酰亚胺薄膜，其特征在于所述的聚酰亚胺薄膜具有如下重复结构单元：式中代表二酐残基，代表二胺残基。FDA0000264436061.jpg,FDA0000264436062.jpg,FDA0000264436063.jpg

【技术特征摘要】
1.一种柔性透明聚酰亚胺薄膜，其特征在于所述的聚酰亚胺薄膜具有如下重复结构单元2.根据权利要求1所述的柔性透明聚酰亚胺薄膜，其特征在于所述的聚酰亚胺薄膜的重均分子量为5 000 500 000 ;优选为3.根据权利要求1所述的柔性透明聚酰亚胺薄膜，其特征在于由二胺单体、二酐单体共聚制备，二胺单体结构通式为:酐单体结构通式为I4.根据权利要求3所述的柔性透明聚酰亚胺薄膜，其特征在于所述的二胺单体5.根据权利要求4所述的柔性透明聚酰亚胺薄膜，其特征在于所述的二胺单体中 3，3，-二氨基-5，5’-双三氟甲基联苯的含量为O. 01-100mol%，优选为O. l_60mol%，更进一步优选为O. l-50mol%。6.根据权利要求3所述的柔性透明聚酰亚胺薄膜，其特征在于所述的二酐单体7.根据权利要求1飞中任意一项所述的柔性透明聚酰亚胺薄膜，其特征在于采用以下两种方法中的任意一种制备方法一第一步用强极性非质子有机溶剂将二胺单体完全溶解于聚合反应瓶中，将二酐单体分批加入，机械搅拌下反应1-48小时，得到透明、粘稠状的聚酰胺酸溶液；第二步将所得的聚酰胺酸溶液静置1-48小时待其中气泡消除后，在清洁的基板上涂膜，先在7(T90°C下烘干f 3小时，再以2(T50°C为一阶梯，升温到20(T300°C，每一阶梯维持 1-120分钟，然后自然冷却，脱膜得到聚酰亚胺薄膜；方法二 第一步将二胺单体与二酐单体溶于高沸点溶剂中，加入催化剂，在惰性气体保护下加热回流反应1-48小时，冷却到后倒入醇中析出聚酰亚胺树脂，醇洗涤烘干得到聚酰亚胺树第二步将聚酰亚胺树脂溶于有机溶剂中，在基板上涂膜，先在7(T90°C下烘干广3小时，再以2(T50°C为一阶梯，升温到200-300°C，每一阶梯维持1_120分钟，然后自然冷却，脱膜得到聚酰亚...

【专利技术属性】
技术研发人员：屠国力，张子龙，方省众，姜鹏飞，
申请(专利权)人：南京依麦德光电材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：