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聚酰亞胺薄膜的制作方法_2

文檔序號:9881254閱讀:來源:國知局
hthalic anhydride)HBDA)中的一種或多種。 考慮到耐熱性,選自均苯四甲酸二酐(PMDA)、聯苯四甲酸二酐(BPDA)以及氧雙鄰苯二甲酸 酐(0DPA)中的一種或多種可額外地一起使用。
[0041 ] 當6-FDA在酸二酐中的含量為30~lOOmol%時,可展現透明度且同時包括耐熱性 的其它特性不會劣化。
[0042]另外,二胺可以包括選自2,2_雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(6HMDA)、2,2'_雙 (二氣甲基)_4,4'_二氨基聯苯(2,2 '-TFDB)、3,3 雙(二氣甲基)_4,4二氨基聯苯(3,3'_ TFDB)、4,4 ' -雙(3-氨基苯氧基)二苯砜(DBSDA)、雙(3-氨基苯基)砜((bis (3-aminopheny 1) sulfone(3DDS))、雙(4-氨基苯基)砜(4DDS)、1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯(APB-133)、1,4-雙 (4-氨基苯氧基)苯(Aro-134)、2,2'_雙[3(3-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(3-804?)、2,2'_ 雙[4 (4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(4-BDAF)、2,2 ' -雙(3-氨基苯基)六氟丙烷(3,3 ' -6F)、 2,2'_雙(4-氨基苯基)六氟丙烷(4,4'-6F)、以及氧基二苯胺(〇xydianiline,(ODA))中的一 種或多種。以確保由于側鏈的適當自由體積而言,尤其有用的是2,2'-TFDB。
[0043] 優選地,當2,2 '-TFDB在二胺內的含量為20~lOOmol %時,由于側鏈確保了自由體 積,因此可維持透明度。
[0044] 使用所述單體制造聚酰亞胺薄膜的方法沒有特別的限制。例如,可在第一溶劑中 使芳族二胺和芳族二酐聚合,從而得到聚酰胺酸溶液,使該聚酰胺酸溶液酰亞胺化,將該酰 亞胺化的溶液與第二溶劑混合,對該混合溶液進行過濾和干燥,,從而得到固體聚酰亞胺樹 月旨,將該固體聚酰亞胺樹脂溶解在第一溶劑中,從而制得聚酰亞胺溶液,然后該聚酰亞胺溶 液經過膜形成工藝,從而得到聚酰亞胺薄膜。在這種情況下,所述第二溶劑可具有低于第一 溶劑的極性。具體來說,第一溶劑可以是選自間甲酚、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲 酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亞砜(DMS0)、丙酮以及二乙基乙酸酯(diethyl acetate)中的一種或多種,所述第二溶劑可以是選自水、醇、醚和酮中的一種或多種。
[0045] 薄膜的耐熱性可以通過控制添加單體的順序而控制。例如,當在余留酸二酐之后 而不是在余留酸二酐之前添加6-Π )Α以進行聚合時,在tanS曲線中的峰頂溫度可有利地增 加。
[0046] 此外,薄膜的耐熱性可以依據聚合時間而控制。隨著聚合時間增加,tanS曲線中的 峰頂溫度可增加。然而,若聚合時間過長,由此產生之聚合物的分子量由于解聚作用會減 小,從而使熱穩定性(如CTE)劣化。相反地,若聚合時間太短,分子量分布(PDI)過寬,則不合 期望地引起薄膜的機械特性的劣化。因此,聚合時間可以設置為3~24小時。
[0047] 實例
[0048] 通過以下實例,可以更好地理解本發明,這些實例用于闡述說明,但不應理解為限 制本發明。
[0049] 〈實例 1>
[0050] 當氮氣通入配備有攪拌器、氮氣入口、滴液漏斗、溫度控制器和冷凝器的200mL的 三頸圓底燒瓶反應器時,將88.13g的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)加入到該反應器之中,然后 將9.6g的2,2'_雙(三氟甲基)-4,4'_二氨基聯苯(2,2'-TFDB)溶解于其中。反應器溫度下降 至l〇°C,之后,將10.66g的6-FDA和1.765g的聯苯四甲酸二酐(BTOA)順序地加入其中。這個 溶液在室溫下攪拌3小時。
[0051] 反應完成之后,在所制成的聚酰胺酸溶液中加入4.75g的吡啶和6.13g的醋酸酐, 攪拌30分鐘,進一步在80°C攪拌2小時,然后冷卻到室溫。將這樣冷卻的溶液慢慢地添加到 含有1L甲醇的容器之中進而沉淀。過濾并研磨所沉淀出的固體,然后在80 °C真空中干燥6小 時,從而得到固體粉末,然后將該固體粉末溶解在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中,從而得到 20wt%的溶液。
[0052]將這樣得到的溶液涂敷在不銹鋼板上,鑄造為700μηι的厚度,然后在150°C使用熱 空氣干燥1小時,之后將所產生的薄膜從不銹鋼板上剝離,然后用銷釘固定至框架。
[0053]將固定有薄膜的框架放入真空烘箱中,慢慢地從100°C加熱至300°C經歷2小時,然 后逐漸地冷卻,之后將該薄膜與框架分離,從而得到聚酰亞胺薄膜。此后,聚酰亞胺薄膜在 300°C進行熱處理30分鐘(厚度100μπι),作為最終的熱處理過程。
[0054]〈實例 2>
[0055]當氮氣通入配備有攪拌器、氮氣入口、滴液漏斗、溫度控制器和冷凝器的200mL的 三頸圓底燒瓶反應器時,將88.13g的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)加入到該反應器之中,然后 將9.6g的2,2'_雙(三氟甲基)-4,4'_二氨基聯苯(2,2'-TFDB)溶解于其中。反應器溫度下降 至l〇°C,之后,將10.66g的6-FDA和1.765g的聯苯四甲酸二酐(BTOA)順序地加入其中。這個 溶液在室溫下攪拌12小時。
[0056]反應完成之后,在所制成的聚酰胺酸溶液中加入4.75g的吡啶和6.13g的醋酸酐, 攪拌30分鐘,進一步在80°C攪拌2小時,然后冷卻到室溫。將這樣冷卻的溶液慢慢地添加到 含有1L甲醇的容器之中進而沉淀。此后,過濾并研磨所沉淀的固體,然后在80 °C真空中干燥 6小時,從而得到固體粉末,然后將該固體粉末溶解在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中,從而得 到20wt%的溶液。
[0057]進行與實例1中相同的后續步驟,從而制造出聚酰亞胺薄膜。
[0058]〈實例 3>
[0059]當氮氣通入配備有攪拌器、氮氣入口、滴液漏斗、溫度控制器和冷凝器的200mL的 三頸圓底燒瓶反應器時,將88.13g的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)加入到該反應器之中,然后 將9.6g的2,2'_雙(三氟甲基)-4,4'_二氨基聯苯(2,2'-TFDB)溶解于其中。反應器溫度下降 至l〇°C,之后,將10.66g的6-FDA和1.765g的聯苯四甲酸二酐(BTOA)順序地加入其中。這個 溶液在室溫下攪拌24小時。
[0060]反應完成之后,在所制成的聚酰胺酸溶液中加入4.75g的吡啶和6.13g的醋酸酐, 攪拌30分鐘,進一步在80°C攪拌2小時,然后冷卻到室溫。將這樣冷卻的溶液慢慢地添加到 含有1L甲醇的容器之中進而沉淀。此后,過濾并研磨所沉淀的固體,然后在80 °C真空中干燥 6小時,從而得到固體粉末,然后將該固體粉末溶解在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中,從而得 到20wt%的溶液。
[0061 ]進行與實例1中相同的后續步驟,從而制造出聚酰亞胺薄膜。
[0062]〈實例 4>
[0063]當氮氣通入配備有攪拌器、氮氣入口、滴液漏斗、溫度控制器和冷凝器的200mL的 三頸圓底燒瓶反應器時,將88.13g的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)加入到該反應器之中,然后 將9.6g的2,2'_雙(三氟甲基)-4,4'_二氨基聯苯(2,2'-TFDB)溶解于其中。反應器溫度下降 至l〇°C,之后,將1.765g的聯苯四甲酸二酐(BPDA)和10.66g的6-Π )Α順序地加入其中。這個 溶液在室溫下攪拌3小時。
[0064]反應完成之后,在所制成的聚酰胺酸溶液中加入4.75g的吡啶和6.13g的醋酸酐, 攪拌30分鐘,進一步在80°C攪拌2小時,然后冷卻到室溫。將這樣冷卻的溶液慢慢地添加到 含有1L甲醇的容器之中進而沉淀。此后,過濾并研磨所沉淀的固體,然后在80 °C真空中干燥 6小時,從而得到固體粉末,然后將該固體粉末溶解在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中,從而得 到20wt%的溶液。
[0065]進行與實例1中相同的后續步驟,從而制造出聚酰亞胺薄膜。
[0066]〈實例 5>
[0067]當氮氣通入配備有攪拌器、氮氣入口、滴液漏斗、溫度控制器和冷凝器的200mL的 三頸圓底燒瓶反應器時,將88.13g的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)加入到該反應器之中,然后 將9.6g的2,2'_雙(三氟甲基)-4,4'_二氨基聯苯(2,2'-TFDB)溶解于其中。反應器溫度下降 至l〇°C,之后,將1.765g的聯苯四甲酸二酐(BPDA)和10.66g的6-Π )Α順序地加入其中。這個 溶液在室溫下攪拌12小時。
[0068]反應完成之后,在所制成的聚酰胺酸溶液中加入4.75g的吡啶和6.13g的醋酸酐, 攪拌30分鐘,進一步在80°C攪拌2小時,然后冷卻到室溫。將這樣冷卻的溶液慢慢地添加到 含有1L甲醇的容器之中進而沉淀。此后,過濾并研磨所沉淀的固體,然后在80 °C真空中干燥 6小時,從而得到固體粉末,然后將該固體粉末溶解在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中,從而得 到20wt%的溶液。
[0069]進行與實例1中相同的后續步驟,從而制造出聚酰亞胺薄膜。
[0070]〈實例 6>
[0071]當氮氣通入配備有攪拌器、氮氣入口、滴液漏斗、溫度控制器和冷凝器的200mL的 三頸圓底燒瓶反應器時,將88.13g的N,
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