以均苯四酸二酐( PMDA) 为二酐单体, 对苯二胺( PDA) 为二胺单体, 通过低温缩聚合成一系列聚酰胺酸( PAA) 和聚酰亚胺( PI) 薄膜, 对其结构和力学性能进行表征。结果表明, 聚酰胺酸的酰亚胺化较完全, PMDA- PDA 聚酰亚胺薄膜的拉伸强度达到290 M Pa。
聚合物的分子质量往往是由聚合物的黏度进行表征, 因此合成高黏度的聚酰胺酸溶液是制备高强度聚酰亚胺薄膜的**步。在保持生成物固含量为13. 3% 的情况下, 改变反应温度条件, 可得到一系列不同黏度的聚酰胺酸, 如表1 所示。实验结果表明, 反应初始温度控制在- 15 e 时得到了分子质量相对较高的产物; 在温度过高或较低的情况下, 所得聚合物的分子质量都低。这可能是因为反应温度过低, 二酐的反应活性降低, 影响了均苯四酸二酐和对苯二胺之间的缩聚反应,分子质量很难增大; 在反应温度过高时, 溶液中的杂质, 如溶剂、水等, 可能参加竞争反应, 从而影响了聚合物的分子质量。
高聚物表现出的力学行为取决于分子链的强度, 即分子链对外力的响应。分子链的强度与其化学结构、空间构型和外力条件密切相关。但是对于同一种物质, 聚合物的反应温度和分子质量对聚合物的力学性能有较大的影响。实验结果表明, 不同分子质量的聚酰胺酸经过酰亚胺化后得到的聚酰亚胺薄膜的力学性能有较大差异, 其中黏度为980 MPa# s的聚酰胺酸环化成聚酰亚胺薄膜后, 拉伸强度达到290 MPa, 杨氏模量为12.5 GPa, 断裂伸长率为22. 3%。
PMDA- PDA 聚酰亚胺是一类性能优异的聚合物, 由实验可以看出, 预聚体聚酰胺酸溶液的黏度对酰亚胺化后得到的聚酰亚胺的力学性能有很大的影响, 在聚酰胺酸溶液的黏度为980 MPa # s时, 聚酰亚胺薄膜的拉伸强度达到290 MPa, 杨氏模量为12. 5 GPa, 断裂伸长率为22. 3%。
