研究目的
合成并表征具有低氟含量的光学透明半芳香族聚酰亚胺薄膜,用作光电子应用中的柔性基板,以解决透明度、耐热性和耐化学性之间的权衡问题。
研究成果
合成的低氟含量半芳香族聚酰亚胺展现出优异的光学透明性、高耐热性、良好的机械性能和令人满意的耐化学性,使其适用于光电器件中的柔性基板。性能的提升归因于脂环结构、空间位阻和非共面构型的协同效应,这些效应抑制了电荷转移相互作用。这为在不牺牲其他关键性能的前提下设计透明聚酰亚胺提供了新策略。
研究不足
该研究在工业化生产的可扩展性方面可能存在局限,因为其雾度值高于商用薄膜,这可能是实验室条件所致。特定单体的使用可能限制了普适性,且可能需要进一步优化成膜工艺以降低雾度并改善性能。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过一步高温缩聚法,采用脂环族二酐(CHDA和BCDA)与邻位带甲基取代基及侧基苯环的芳香族二胺合成半芳香族聚酰亚胺。方法包括在NMP或DMAc溶剂中以异喹啉等催化剂进行聚合,随后进行热亚胺化处理。
2:样品选择与数据来源:
样品由特定单体制备:CHDA和BCDA作为二酐,BAPM、BAFM、BATFM作为二胺。收集了分子量、溶解性、热性能、机械性能、光学性能及耐化学性等数据。
3:实验设备与材料清单:
设备包括配备MLLS的GPC系统、元素分析仪(Flash EA1112)、FTIR分光光度计(PerkinElmer 782)、DSC(TA Q100)、TGA(TA Q50)、TMA(TA Q400)、拉伸测试仪(Instron 3365)、紫外-可见分光光度计(Hitachi U3900)、色差仪(X-rite Color i7)、棱镜耦合器(Metricon Model 2010/M)及X射线衍射仪(Rigaku D/max-2500)。材料包括NMP、DMAc、溶剂及TCI和Sigma Aldrich等供应商提供的单体。
4:2)、FTIR分光光度计(PerkinElmer 782)、DSC(TA Q100)、TGA(TA Q50)、TMA(TA Q400)、拉伸测试仪(Instron 3365)、紫外-可见分光光度计(Hitachi U3900)、色差仪(X-rite Color i7)、棱镜耦合器(Metricon Model 2010/M)及X射线衍射仪(Rigaku D/max-2500)。材料包括NMP、DMAc、溶剂及TCI和Sigma Aldrich等供应商提供的单体。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:聚合在氮气?;は陆涟杞校尤戎?80°C后乙醇沉淀。薄膜通过将PI树脂溶解于DMAc或NMP,刮涂于玻璃基板,80°C干燥,氮气环境下200°C和300°C烘烤,310°C退火制备。表征包括溶解性测试、MEK和KOH溶液浸泡耐化学性测试、热分析、机械测试、光学测量及XRD分析。
5:数据分析方法:
采用统计方法分析分子量、热稳定性、机械强度、透光率、色指数、折射率及介电常数等性能数据。通过DFT计算进行分子轨道能量及结构优化。
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