聚酰亚胺薄膜拉伸强度的改进研究

作者: 东莞市美鑫绝缘材料有限公司 日期: 2021-03-30 人气: - 评论: 0

  聚酰亚胺(PI)是以酰亚胺环为结构特征的杂环聚合物,具有突出的耐热性能及优异的综合性能。高温下仍具有突出的介电性能、力学性能、耐燃性能,制品尺寸稳定性好,耐有机溶剂,低温性能优良,是目前综合性能最好,耐热等级最高的合成材料.随着航空航天、电子信息等诸多方面技术领域日新月异的发展,对PI材料提出的要求也越来越高,这些高精度的技术设备要求PI薄膜在高温下仍有良好的尺寸稳定性,而PI薄膜的力学性能如拉伸强度等与尺寸稳定性密切相关。

  目前国内生产的PI薄膜产品性能与国外生产的PI薄膜仍然有较大差异.主要体现在拉伸强度较低,尺寸稳定性较差等方面.如国内生产的均苯型PI薄膜的拉伸强度一般比国外产品低30%左右,且厚度公差约在1O%,而美国杜邦公司产品的指标为5 %,实测仅为2%。目前从美国和日本进口的PI薄膜产品供不应求.因而,提高聚酰亚胺薄膜拉伸强度的研究具有重要的实用意义,将产生显著的经济效益。

  经研究发现,在合成PI的过程中加入有机磷酸酯可以有效地提高PI薄膜的拉伸强度.有机磷酸酯主要是促进PAA的环化反应,其作用相当于小分子脱水剂,可及时地去除环化反应产生的水,避免酰亚胺环发生开环反应的副反应,促进环化反应的完全进行。在常见的磷酸酯化合物中,选用磷酸三苯酯作为试验对象,以改进PI薄膜的拉伸强度.

实验中,在室温(20)下合成了浓度为18%PAA溶液,用NDJ1型旋转粘度计测量PAA的粘度为22 300 mPa·S;磷酸三苯酯添加量分别为1 2 3 4 5 时,制得的PI薄膜再进行拉伸强度测试,发现添加了磷酸三苯酯后,PI薄膜的拉伸强度得到了提高,磷酸酯含量为3 时,PI强度达到最大,比添加前的拉伸强度提高了8O%。推测其原因为,当磷酸三苯酯含量太少时,对提高Pl的机械强度作用不大;当含量超过3 时,过量的磷酸三苯酯成为杂质,部分嵌入聚合物内部,影响聚合物的最终性能。

  经红外光谱测试,形成的聚合物分子结构明确,和美国杜邦公司生产的均苯型PI(Kapton)的红外谱图相符。由于适量的磷酸三苯酯仅促进聚酰胺酸的脱水环化,所以,聚合物的结构并不发生变化.红外光谱是测定PI酰亚胺化程度的最常用方法,44500px和43000px-1分属为酰亚胺强的对称和不对称羰基的谱带,1 9500px的谱带是C_N的伸展振动,720 cm-1谱带归属为C—O的弯曲振动,1500 cm 谱带属于苯环的振动.实验表明,添加磷酸三苯酯不改变原来PI分子的结构。


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