聚酰亞胺(PI)是以酰亞胺環(huán)為結(jié)構(gòu)特征的雜環(huán)聚合物,具有突出的耐熱性能及優(yōu)異的綜合性能。高溫下仍具有突出的介電性能、力學(xué)性能、耐燃性能,制品尺寸穩(wěn)定性好,耐有機溶劑,低溫性能優(yōu)良,是目前綜合性能**,耐熱等級**的合成材料.隨著航空航天、電子信息等諸多方面技術(shù)領(lǐng)域日新月異的發(fā)展,對PI材料提出的要求也越來越高,這些高精度的技術(shù)設(shè)備要求PI薄膜在高溫下仍有良好的尺寸穩(wěn)定性,而PI薄膜的力學(xué)性能如拉伸強度等與尺寸穩(wěn)定性密切相關(guān)。
目前國內(nèi)生產(chǎn)的PI薄膜產(chǎn)品性能與國外生產(chǎn)的PI薄膜仍然有較大差異.主要體現(xiàn)在拉伸強度較低,尺寸穩(wěn)定性較差等方面.如國內(nèi)生產(chǎn)的均苯型PI薄膜的拉伸強度一般比國外產(chǎn)品低30%左右,且厚度公差約在1O%,而美國杜邦公司產(chǎn)品的指標(biāo)為5 %,實測僅為2%。目前從美國和日本進(jìn)口的PI薄膜產(chǎn)品供不應(yīng)求.因而,提高聚酰亞胺薄膜拉伸強度的研究具有重要的實用意義,將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),在合成PI的過程中加入有機磷酸酯可以有效地提高PI薄膜的拉伸強度.有機磷酸酯主要是促進(jìn)PAA的環(huán)化反應(yīng),其作用相當(dāng)于小分子脫水劑,可及時地去除環(huán)化反應(yīng)產(chǎn)生的水,避免酰亞胺環(huán)發(fā)生開環(huán)反應(yīng)的副反應(yīng),促進(jìn)環(huán)化反應(yīng)的完全進(jìn)行。在常見的磷酸酯化合物中,選用磷酸三苯酯作為試驗對象,以改進(jìn)PI薄膜的拉伸強度.
實驗中,在室溫(20℃)下合成了濃度為18%的PAA溶液,用NDJ一1型旋轉(zhuǎn)粘度計測量PAA的粘度為22 300 mPa·S;磷酸三苯酯添加量分別為1 、2 、3 、4 和5 時,制得的PI薄膜再進(jìn)行拉伸強度測試,發(fā)現(xiàn)添加了磷酸三苯酯后,PI薄膜的拉伸強度得到了提高,磷酸酯含量為3 時,PI強度達(dá)到**,比添加前的拉伸強度提高了8O%。推測其原因為,當(dāng)磷酸三苯酯含量太少時,對提高Pl的機械強度作用不大;當(dāng)含量超過3 時,過量的磷酸三苯酯成為雜質(zhì),部分嵌入聚合物內(nèi)部,影響聚合物的最終性能。
經(jīng)紅外光譜測試,形成的聚合物分子結(jié)構(gòu)明確,和美國杜邦公司生產(chǎn)的均苯型PI(Kapton)的紅外譜圖相符。由于適量的磷酸三苯酯僅促進(jìn)聚酰胺酸的脫水環(huán)化,所以,聚合物的結(jié)構(gòu)并不發(fā)生變化.紅外光譜是測定PI酰亞胺化程度的最常用方法,44500px和43000px-1分屬為酰亞胺強的對稱和不對稱羰基的譜帶,1 9500px的譜帶是C_N的伸展振動,720 cm-1譜帶歸屬為C—O的彎曲振動,1500 cm 譜帶屬于苯環(huán)的振動.實驗表明,添加磷酸三苯酯不改變原來PI分子的結(jié)構(gòu)。