CN109438704A - 一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法 - Google Patents
一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109438704A CN109438704A CN201811340531.XA CN201811340531A CN109438704A CN 109438704 A CN109438704 A CN 109438704A CN 201811340531 A CN201811340531 A CN 201811340531A CN 109438704 A CN109438704 A CN 109438704A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- kapton
- preparation
- polyamic acid
- monomer
- kapton according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 title claims abstract description 50
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229920005575 poly(amic acid) Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims abstract description 15
- GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N ac1mqpva Chemical compound CC12C(=O)OC(=O)C1(C)C1(C)C2(C)C(=O)OC1=O GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 9
- 150000004984 aromatic diamines Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 18
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229940113088 dimethylacetamide Drugs 0.000 claims description 11
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MHABMANUFPZXEB-UHFFFAOYSA-N O-demethyl-aloesaponarin I Natural products O=C1C2=CC=CC(O)=C2C(=O)C2=C1C=C(O)C(C(O)=O)=C2C MHABMANUFPZXEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000006748 scratching Methods 0.000 claims description 2
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 2
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 claims 1
- 150000001896 cresols Chemical class 0.000 claims 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000017260 vegetative to reproductive phase transition of meristem Effects 0.000 claims 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 abstract description 2
- 238000012643 polycondensation polymerization Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 15
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 12
- ANSXAPJVJOKRDJ-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-f][2]benzofuran-1,3,5,7-tetrone Chemical compound C1=C2C(=O)OC(=O)C2=CC2=C1C(=O)OC2=O ANSXAPJVJOKRDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 7
- HLBLWEWZXPIGSM-UHFFFAOYSA-N 4-Aminophenyl ether Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1OC1=CC=C(N)C=C1 HLBLWEWZXPIGSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 1,3-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=CC(N)=C1 WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 3
- 229940018564 m-phenylenediamine Drugs 0.000 description 3
- CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 1,4-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=C(N)C=C1 CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NVKGJHAQGWCWDI-UHFFFAOYSA-N 4-[4-amino-2-(trifluoromethyl)phenyl]-3-(trifluoromethyl)aniline Chemical compound FC(F)(F)C1=CC(N)=CC=C1C1=CC=C(N)C=C1C(F)(F)F NVKGJHAQGWCWDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- OTEKOJQFKOIXMU-UHFFFAOYSA-N 1,4-bis(trichloromethyl)benzene Chemical compound ClC(Cl)(Cl)C1=CC=C(C(Cl)(Cl)Cl)C=C1 OTEKOJQFKOIXMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 206010054949 Metaplasia Diseases 0.000 description 1
- XEKVBIXIBCYLRT-RSAXXLAASA-N [4-[(2e)-2-[3-[(2s)-2-amino-2-carboxyethyl]-6-oxocyclohexa-2,4-dien-1-ylidene]hydrazinyl]phenyl]-trimethylazanium;chloride Chemical compound [Cl-].C1=CC([N+](C)(C)C)=CC=C1N\N=C/1C(=O)C=CC(C[C@H](N)C(O)=O)=C\1 XEKVBIXIBCYLRT-RSAXXLAASA-N 0.000 description 1
- YSZKDKZFYUOELW-UHFFFAOYSA-N [diphenyl-(4-propan-2-ylcyclohexyl)methyl]benzene Chemical compound C1(=CC=CC=C1)C(C1CCC(CC1)C(C)C)(C1=CC=CC=C1)C1=CC=CC=C1 YSZKDKZFYUOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- WKDNYTOXBCRNPV-UHFFFAOYSA-N bpda Chemical compound C1=C2C(=O)OC(=O)C2=CC(C=2C=C3C(=O)OC(C3=CC=2)=O)=C1 WKDNYTOXBCRNPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- UKJLNMAFNRKWGR-UHFFFAOYSA-N cyclohexatrienamine Chemical group NC1=CC=C=C[CH]1 UKJLNMAFNRKWGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 235000015110 jellies Nutrition 0.000 description 1
- 239000008274 jelly Substances 0.000 description 1
- RLSSMJSEOOYNOY-UHFFFAOYSA-N m-cresol Chemical compound CC1=CC=CC(O)=C1 RLSSMJSEOOYNOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229940100630 metacresol Drugs 0.000 description 1
- 230000015689 metaplastic ossification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1067—Wholly aromatic polyimides, i.e. having both tetracarboxylic and diamino moieties aromatically bound
- C08G73/1071—Wholly aromatic polyimides containing oxygen in the form of ether bonds in the main chain
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1003—Preparatory processes
- C08G73/1007—Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1042—Copolyimides derived from at least two different tetracarboxylic compounds or two different diamino compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2379/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
- C08J2379/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08J2379/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法，在制备聚酰胺酸胶液(芳香二胺与芳香二酐缩合聚合的过程中)添加少量的三氨基单体作为交联剂，随后刮涂，程序升温制备具有少量交联点的聚酰亚胺薄膜。本发明原料易得，反应过程简便，适用性广泛，所制备的聚酰亚胺薄膜在力学性能上，如拉伸强度和断裂伸长率均有较大的提升。
Description
技术领域
本发明涉及材料科学技术领域，更具体的说是涉及一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法。
背景技术
聚酰亚胺是综合性能非常优异的特种工程塑料，具有耐高温、机械强度高、热膨胀系数低、介电性能优异、抗紫外辐射性能优异等诸多优点，已广泛应用于航空航天、微电子、显示器、新能源、分离膜、IT机器、激光等领域。国内目前最普遍的制造聚酰亚胺的方法是流延-热酰亚胺法，此种方法技术门槛和设备成本较低，但通过此法生产的聚酰亚胺薄膜在机械性能上(如拉升强度、断裂伸长率、模量和收缩率等)表现一般。
随着电子器件的不断发展，对高性能的聚酰亚胺薄膜的需求愈加迫切，通过改变生产方式能够制备得到高性能的聚酰亚胺，如引入双向拉伸法和化学酰亚胺法等，但是采用上述方法需要用到非常昂贵的设备，并且对于技术的要求较高，目前国内能够使用双向拉伸法，尤其是化学酰亚胺化法的企业寥寥无几，不利于大规模的工业化推广。
因此，如何提供一种高性能的聚酰亚胺薄膜，以及一种制备工艺简单、成本低、适用性广的聚酰亚胺薄膜的制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种力学性能优异的聚酰亚胺薄膜；以及一种制备工艺简单、成本低、适用性广泛且易于工业化生产的聚酰亚胺薄膜的制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种聚酰亚胺薄膜，由芳香二胺单体、芳香二酐单体和交联剂芳香三胺缩合聚合后再经过涂布而成，芳香三胺与芳香二酐反应，可以使得线性高分子链变成交联网状，从而提升聚酰亚胺的力学性能。
优选的，在上述一种聚酰亚胺薄膜中，芳香二胺单体、芳香三胺单体、芳香二酐单体的摩尔比为1：(0.001-0.01)：(0.97-1.03)，芳香三胺添加量需要控制在适当的范围内，若添加量过少则交联点不够，薄膜性能提升不明显，若添加量过多则会导致体系形成果冻状凝胶，后续无法刮涂成膜。
具体的，芳香二酐单体的添加量根据胶液粘度的需求进行调控。理论上，保证胺和酐等摩尔比反应，会得到高分子量聚酰亚胺，薄膜性能较好，但由于后续工艺是在基板上刮涂胶液，如果等摩尔投料会导致粘度过高，无法刮涂，因此二酐的添加量需要在等摩尔的理论计算量上略微减少，根据粘度调控具体的添加量。
优选的，在上述一种聚酰亚胺薄膜中，芳香二胺单体为以下化合物中的一种或多种：
优选的，在上述一种聚酰亚胺薄膜中，芳香二酐单体为以下化合物中的一种或多种：
优选的，在上述一种聚酰亚胺薄膜中，芳香三胺单体为以下化合物中的一种或多种：
本发明还公开了一种聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将芳香二胺单体和芳香三胺单体溶解于极性非质子型溶剂，溶解完全后加入芳香二酐单体，搅拌反应5-24h，得到聚酰胺酸胶液；
(2)将聚酰胺酸胶液在基板上刮涂后经过程序升温，自然冷却后得到聚酰亚胺薄膜。
优选的，在上述一种聚酰亚胺薄膜的制备方法中，步骤(1)中极性非质子型溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亚砜(DMSO)、间甲酚中的一种或几种。
优选的，在上述一种聚酰亚胺薄膜的制备方法中，步骤(1)中反应温度为-5℃-30℃，固含量为15％-20％，并且整个反应过程中通入氮气或氩气等惰性保护气体。
优选的，在上述一种聚酰亚胺薄膜的制备方法中，步骤(2)中刮涂之前将聚酰胺酸胶液放置于0.1MPa的负压环境下1-2h，脱除气泡，然后刮涂于洁净的基板上，放置于烘箱中升温。
优选的，在上述一种聚酰亚胺薄膜的制备方法中，步骤(2)中基板包括但不限于玻璃板、铁板、铜板、铝板和钢板。
优选的，在上述一种聚酰亚胺薄膜的制备方法中，步骤(2)中的升温程序为：
室温升温至150-180℃，升温速率控制在0.5-2℃/min；
150-180℃升温至200～220℃，升温速率控制在2-3℃/min；
200-220℃升温至300～400℃，升温速率控制在2-4℃/min。
最高温度对于不同体系的聚酰亚胺有不同的要求，温度过高则可能导致聚酰亚胺部分分解，薄膜性能变差，温度偏低则会导致亚胺化不完全，薄膜性能不足，针对不同体系有具体的温度要求。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明制备得到的聚酰亚胺薄膜力学性能优异，相较传统的薄膜机械性能显著提升，可直接用于聚酰亚胺薄膜生产线，实现工业化生产；并且本发明制备的聚酰亚胺薄膜可应用于对材料力学性能要求较高的补强板等，广泛适用于电子、微电子、信息以及航空航天等高新技术产业领域；另外，本发明公开的聚酰亚胺薄膜的制备方法工艺简单、成本低、易于在工业化生产中推广应用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例1中的聚酰亚胺薄膜PI-1的分子结构式如下：
其中x取值为1-100，y取值为1-100，z取值为1-100。
上述聚酰亚胺薄膜PI-1的制备方法如下：
(1)室温下，称取4,4'-二氨基二苯醚(ODA)6.0072g(0.03mol)和1,3,5-三(4-氨基苯基)苯(TAPB)0.0105g(0.03mmol)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)50g于100mL圆底烧瓶中，通氩气，待溶解完全后加入均苯四甲酸二酐(PMDA)6.4050g(0.029mol)，室温下继续搅拌12h后，得到透明、均相和粘稠的聚酰胺酸(PAA)胶液。
(2)将制备的胶液放置于0.1MPa的负压条件下1-2h，除去气泡，随后刮涂于洁净的玻璃板上，放置于烘箱中程序升温：室温升温至170℃，升温速率控制在2℃/min；170℃升温至200℃，升温速率控制在4℃/min；200℃升温至400℃，升温速率控制在3℃/min。加热完毕后自然冷却至室温得到PI-1聚酰亚胺薄膜。
对PI-1聚酰亚胺薄膜检测结果如下：PI-1的拉伸强度为113MPa，断裂伸长率为21.0％，模量为2.72GPa。
实施例2
本实施例2中的聚酰亚胺薄膜PI-2的分子结构式如下：
其中x取值为1-100，y取值为1-100，z取值为1-100。
上述聚酰亚胺薄膜PI-2的制备方法如下：
(1)室温下，称取4,4'-二氨基二苯醚(ODA)6.0072g(0.03mol)和三(4-氨基苯基)胺(TAPA)0.0087g(0.03mmol)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)50g于100mL圆底烧瓶中，通氩气，待溶解完全后加入均苯四甲酸二酐(PMDA)6.4050g(0.029mol)，室温下继续搅拌12h后，得到透明、均相和粘稠的聚酰胺酸(PAA)胶液。
步骤(2)按实施例1中的方法得到PI-2聚酰亚胺薄膜。
对PI-2聚酰亚胺薄膜检测结果如下：PI-2的拉伸强度为128MPa，断裂伸长率为24.2％，模量为2.68GPa。
实施例3
本实施例3中的聚酰亚胺薄膜PI-3的分子结构式如下：
其中x取值为1-100，y取值为1-100，z取值为1-100。
上述聚酰亚胺薄膜PI-3的制备方法如下：
(1)室温下，称取4,4'-二氨基二苯醚(ODA)6.0072g(0.03mol)和4,4',4"-三氨基三苯甲烷(TAPM)0.0087g(0.03mmol)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)50g于100mL圆底烧瓶中，通氩气，待溶解完全后加入均苯四甲酸二酐(PMDA)6.4050g(0.029mol)，室温下继续搅拌12h后，得到透明、均相和粘稠的聚酰胺酸(PAA)胶液。
步骤(2)按实施例1中的方法得到PI-3聚酰亚胺薄膜。
对PI-3聚酰亚胺薄膜检测结果如下：PI-3的拉伸强度为131MPa，断裂伸长率为29.4％，模量为2.70GPa。
实施例4
本实施例4中的聚酰亚胺薄膜PI-4的分子结构式如下：
其中x取值为1-100，y取值为1-100，z取值为1-100。
上述聚酰亚胺薄膜PI-4的制备方法如下：
(1)室温下，称取4,4'-二氨基二苯醚(ODA)6.0072g(0.03mol)和2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪(TAPT)0.0173g(0.06mmol)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)50g于100mL圆底烧瓶中，通氩气，待溶解完全后加入均苯四甲酸二酐(PMDA)6.4704g(0.029mol)，室温下继续搅拌12h后，得到透明、均相和粘稠的聚酰胺酸(PAA)胶液。
步骤(2)按实施例1中的方法得到PI-4聚酰亚胺薄膜。
对PI-4聚酰亚胺薄膜检测结果如下：PI-4的拉伸强度为118MPa，断裂伸长率为23.7％，模量为2.74GPa。
实施例5
本实施例5中的聚酰亚胺薄膜PI-5的分子结构式如下：
其中x取值为1-100，y取值为1-100，z取值为1-100。
上述聚酰亚胺薄膜PI-5的制备方法如下：
(1)室温下，称取4,4'-二氨基二苯醚(ODA)4.0048g(0.02mol)，对苯二胺(PPD)0.5407g(0.005mol)、间苯二胺(MPD)0.5407g(0.005mol)，4,4',4"-三氨基三苯甲烷(TAPM)0.0087g(0.03mmol)，三(4-氨基苯基)胺(TAPA)0.0087g(0.03mmol)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)50g于100mL圆底烧瓶中，通氩气，待溶解完全后加入3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(BPDA)1.4711g(0.005mol)和均苯四甲酸二酐(PMDA)5.4530g(0.025mol)，室温下继续搅拌12h后，得到透明、均相和粘稠的聚酰胺酸(PAA)胶液。
步骤(2)按实施例1中的方法得到PI-5聚酰亚胺薄膜。
对PI-5聚酰亚胺薄膜检测结果如下：PI-5的拉伸强度为127MPa，断裂伸长率为24.2％，模量为3.37GPa。
实施例6
本实施例6中的聚酰亚胺薄膜PI-6的分子结构式如下：
其中x取值为1-100，y取值为1-100，z取值为1-100。
上述聚酰亚胺薄膜PI-6的制备方法如下：
(1)室温下，称取4,4'-二氨基二苯醚(ODA)1.2014g(0.006mol)，4,4'-二氨基二苯甲烷(DDM)1.1896g(0.006mol)、2,2'-二(三氟甲基)二氨基联苯(TFMB)2.56g(0.008mol)，4,4',4"-三氨基三苯甲烷(TAPM)0.0116g(0.04mmol)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)50g于100mL圆底烧瓶中，通氩气，待溶解完全后加入双酚A型二醚二酐(BPADA)2.0820g(0.004mol)和均苯四甲酸二酐(PMDA)3.4899g(0.016mol)，室温下继续搅拌12h后，得到透明、均相和粘稠的聚酰胺酸(PAA)胶液。
(2)将制备的胶液放置于0.1MPa的负压条件下1-2h，除去气泡，随后刮涂于洁净的玻璃板上，放置于烘箱中程序升温：室温升温至170℃，升温速率控制在2℃/min；170℃升温至200℃，升温速率控制在4℃/min；200℃升温至300℃，升温速率控制在2℃/min。加热完毕后自然冷却至室温得到PI-1聚酰亚胺薄膜。
对PI-6聚酰亚胺薄膜检测结果如下：PI-6的拉伸强度为102MPa，断裂伸长率为8.0％，模量为3.49GPa。
比较例1
本比较例1中的聚酰亚胺薄膜PI-01的分子结构式如下：
比较例1的制备过程同实施例1-4，但不添加芳香三胺单体，得到PI-01聚酰亚胺薄膜；
对PI-01聚酰亚胺薄膜检测结果如下：PI-01的拉伸强度为106MPa，断裂伸长率为15.2％，模量为2.71GPa。
比较例2
比较例2的制备过程同实施例5，但不添加芳香三胺单体，得到PI-02聚酰亚胺薄膜；
对PI-02聚酰亚胺薄膜检测结果如下：PI-02的拉伸强度为116MPa，断裂伸长率为16.1％，模量为3.38GPa。
比较例3
比较例3的制备过程同实施例6，但不添加芳香三胺单体，得到PI-03聚酰亚胺薄膜；
对PI-03聚酰亚胺薄膜检测结果如下：PI-03的拉伸强度为83MPa，断裂伸长率为4.8％，模量为3.47GPa。
本发明主要对力学性能进行测试表征，结果如表1所示。
表1本发明聚酰亚胺薄膜的力学性能测试结果
通过数据对比可以看出，本发明制备的聚酰亚胺薄膜在力学性能上相对于比较例制备的聚酰亚胺薄膜均有较大的提升，拉伸强度最大提升23.6％，断裂伸长率最大提升93.4％，模量基本上不变。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种聚酰亚胺薄膜，其特征在于，由芳香二胺单体、芳香二酐单体和芳香三胺单体缩合聚合后再经过涂布、升温而制得。
2.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺薄膜，其特征在于，芳香二胺单体、芳香三胺单体、芳香二酐单体的摩尔比为1：(0.001-0.01)：(0.97-1.03)。
3.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺薄膜，其特征在于，芳香三胺是以下结构中的一种或多种：
4.一种权利要求1-3任一项所述的聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将芳香二胺单体和芳香三胺单体溶解于极性非质子型溶剂，溶解完全后加入芳香二酐单体，搅拌反应5-24h，得到聚酰胺酸胶液；
(2)将聚酰胺酸胶液在基板上刮涂后经过程序升温，自然冷却后得到聚酰亚胺薄膜。
5.根据权利要求4所述的一种聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中极性非质子型溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、间甲酚中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的一种聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中反应温度为-5℃-30℃，固含量为15％-20％，并且整个反应过程中通入惰性保护气体。
7.根据权利要求4所述的一种聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中刮涂之前将聚酰胺酸胶液放置于0.1MPa的负压环境下1-2h。
8.根据权利要求4所述的一种聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中基板包括但不限于玻璃板、铁板、铜板、铝板和钢板。
9.根据权利要求4所述的一种聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的升温程序为：
室温升温至150-180℃，升温速率控制在0.5-2℃/min；
150-180℃升温至200～220℃，升温速率控制在2-3℃/min；
200-220℃升温至300～400℃，升温速率控制在2-4℃/min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811340531.XA CN109438704B (zh) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | 一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811340531.XA CN109438704B (zh) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | 一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109438704A true CN109438704A (zh) | 2019-03-08 |
| CN109438704B CN109438704B (zh) | 2022-04-01 |
Family
ID=65551688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811340531.XA Active CN109438704B (zh) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | 一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109438704B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111138695A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-05-12 | 深圳先进电子材料国际创新研究院 | 一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法 |
| CN111393644A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-07-10 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | 聚酰亚胺、聚酰亚胺薄膜的制备方法与柔性显示面板 |
| CN112048241A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-08 | 深圳市志邦科技有限公司 | 耐热型高粘附聚酰亚胺涂料、其制备方法及涂层制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4428491B2 (ja) * | 2000-02-28 | 2010-03-10 | 大日本印刷株式会社 | 電着用ポリイミド樹脂組成物、その製造方法、電着成形体及びその製造方法 |
| CN102134395A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-07-27 | 北京航空航天大学 | 一种改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法 |
| CN105237785A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-01-13 | 南京理工大学 | 一种聚酰亚胺薄膜的制备方法 |
| CN106046376A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-10-26 | 上海交通大学 | 含叔丁基b′b2型三胺单体和其超支化聚酰亚胺及制备方法 |
-
2018
- 2018-11-12 CN CN201811340531.XA patent/CN109438704B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4428491B2 (ja) * | 2000-02-28 | 2010-03-10 | 大日本印刷株式会社 | 電着用ポリイミド樹脂組成物、その製造方法、電着成形体及びその製造方法 |
| CN102134395A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-07-27 | 北京航空航天大学 | 一种改性轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法 |
| CN105237785A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-01-13 | 南京理工大学 | 一种聚酰亚胺薄膜的制备方法 |
| CN106046376A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-10-26 | 上海交通大学 | 含叔丁基b′b2型三胺单体和其超支化聚酰亚胺及制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 杨座国: "《膜科学技术过程与原理》", 31 August 2009 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111138695A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-05-12 | 深圳先进电子材料国际创新研究院 | 一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法 |
| CN111393644A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-07-10 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | 聚酰亚胺、聚酰亚胺薄膜的制备方法与柔性显示面板 |
| CN112048241A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-08 | 深圳市志邦科技有限公司 | 耐热型高粘附聚酰亚胺涂料、其制备方法及涂层制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109438704B (zh) | 2022-04-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110105570B (zh) | 一种高耐热性、低热膨胀系数聚酰亚胺材料及其制备方法 | |
| JP5667392B2 (ja) | 積層体、及びその利用 | |
| CN113621234B (zh) | 一种超高模量高透光率聚酰亚胺薄膜及制备方法和用途 | |
| CN106928481A (zh) | 聚酰亚胺薄膜的优化制备方法 | |
| CN109438704A (zh) | 一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法 | |
| CN108794748B (zh) | 一种低介电常数的聚酰亚胺薄膜及其制备方法 | |
| CN111470876B (zh) | 一种高石墨化聚酰亚胺基石墨厚膜及其制备方法 | |
| CN106810692B (zh) | 聚酰胺酸溶液的制备方法和聚酰亚胺薄膜 | |
| CN111286195B (zh) | 一种含双苯唑单元的聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用 | |
| WO2009145339A1 (ja) | 線状ポリイミド前駆体、線状ポリイミドとその熱硬化物、およびこれらの製造方法 | |
| JP3729315B2 (ja) | ポリイミドフィルムの製造方法及び製造装置 | |
| CN106496612A (zh) | 一种结构可控的聚酰亚胺薄膜的制备方法 | |
| CN111454452B (zh) | 聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰亚胺薄膜及柔性电路基板材料 | |
| CN109694574A (zh) | 一种高粘接性聚酰亚胺薄膜、其制备方法及柔性覆铜板 | |
| CN108586740B (zh) | 一种含芴或芴酮结构的聚酰亚胺及其制备方法和应用 | |
| US8617657B2 (en) | Small block copolymer of polyimide | |
| CN112341929A (zh) | 聚酰胺酸溶液底漆、其制备方法及其应用 | |
| CN115260492B (zh) | 一种低热膨胀系数的聚酰亚胺薄膜的制备方法 | |
| CN110845846B (zh) | 一种白色聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法 | |
| CN114479074A (zh) | 一种耐高温透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法、应用 | |
| CN115505123A (zh) | 聚酰亚胺薄膜以及制备聚酰亚胺薄膜的方法 | |
| CN110126390A (zh) | 一种低介电常数高尺寸稳定性聚酰亚胺覆金属板的制备方法 | |
| CN112920600A (zh) | 一种两面不同光泽度黑色聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法 | |
| JP2019214642A (ja) | カバーレイフィルム用ポリイミドフィルムおよびその製造方法 | |
| JP5145627B2 (ja) | ポリマ−ブレンド、フィルムおよび積層体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A polyimide film and its preparation method Effective date of registration: 20231201 Granted publication date: 20220401 Pledgee: Bank of Nanjing Limited by Share Ltd. Wuxi branch Pledgor: WUXI SHUNXUAN NEW MATERIALS CO.,LTD. Registration number: Y2023980068110 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |