45、聚酰亚胺的合成方法与性能研究

聚酰亚胺的合成方法与性能研究

一、聚酰亚胺的合成方法概述

聚酰亚胺是一类高性能的聚合物，具有优异的热稳定性、机械性能和化学稳定性。然而，传统的全芳香族聚酰亚胺由于其分子结构的刚性和高极性，导致其加工性能较差，限制了其应用范围。为了改善聚酰亚胺的加工性能，研究人员开发了多种合成方法，包括一步缩聚法、从二酐和二异氰酸酯合成、以及其他一些特殊的合成方法。

（一）从半酯直接合成低至中等分子量聚酰亚胺

使用特定的酰胺化催化剂，可以从半酯直接获得低至中等分子量的聚酰亚胺。酰亚胺化通常通过对聚（酰胺酯）前体进行热处理来实现，同时消除醇。但这种方法由于相对复杂，对于传统聚酰亚胺而言，实际意义不大。不过，它在光固化缩合聚酰亚胺的开发以及研究不同异构体作为模型聚酰亚胺起始材料的行为方面具有重要意义。

（二）一步缩聚法合成热塑性聚酰亚胺

1. 传统聚酰亚胺的局限性

第一代全芳香族均聚酰亚胺只能以可溶性聚酰胺酸的形式应用，这几乎将材料的加工形式局限于薄膜或涂层，且必须通过两步法合成。

2. 热塑性聚酰亚胺的出现

近年来，聚酰亚胺化学的改进方向是开发新型的线性聚酰亚胺，使其在完全酰亚胺化的状态下可溶于可加工的有机溶剂或可熔融加工。为此，需要对化学结构进行改变，以适应新技术的需求，从而出现了新一代的缩合聚酰亚胺——热塑性聚酰亚胺。

3. 传统芳香族聚酰亚胺加工困难的原因

传统芳香族聚酰亚胺加工困难主要是由于其固有的分子特征，如分子刚性、高极性和高分子间缔合作用力（高内聚能密度），使得这些聚合物几乎不溶于任何有机溶剂，且转变温度远高于分解温度。