聚酰胺酸结构及其亚胺化的红外光谱分析 - 苏朝晖 - 长春应用化学研究所.pdfVIP

第２８卷 第３期 应 用 化 学 Ｖｏｌ．２８Ｉｓｓ．３ ２０１１年３月 　　　　　　　ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＰＰＬＩＥＤＣＨＥＭＩＳＴＲＹ　　　　　　　 Ｍａｒ．２０１１ 聚酰胺酸结构及其亚胺化的红外光谱分析 金　盈　曾广赋　朱丹阳　黄　燕　苏朝晖 （中国科学院长春应用化学研究所，高分子物理与化学国家重点实验室　长春 １３００２２） 摘　要　利用变温透射红外光谱方法，通过跟踪聚酰胺酸（ＰＡＡ）的亚胺化过程，对由均苯四酸二酐和４，４′二 氨基二苯醚合成的聚酰胺酸及经过加热亚胺化后生成的聚酰亚胺（ＰＩ）的红外吸收光谱进行分析，对聚酰胺 － ＋ － 酸和聚酰亚胺的红外谱峰进行合理的归属，发现聚酰胺酸在亚胺化过程中有—ＣＯＯ 和—ＮＨ 存在，—ＣＯＯ ２ －１ ＋ 中羰基的对称与反对称伸缩振动分别位于１６０７和１４０６ｃｍ ，ＮＨ 的伸缩振动则有３２００、３１３３、２９３８、２８８０、 ２ －１ － ＋ ２８２０和２６１０ｃｍ 等多个精细谱带。并根据对—ＣＯＯ 和—ＮＨ 谱峰的归属，提出聚酰胺酸生成聚酰亚胺的 ２ ＋ ＋ 机理为聚酰胺酸中ＣＯＯＨ的Ｈ 转移到聚酰胺酸中的ＮＨ上，形成ＮＨ ，然后脱水环化生成聚酰亚胺。 ２ 关键词　聚酰胺酸，亚胺化，红外光谱 中图分类号：Ｏ６３１．１　　　　　文献标识码：Ａ　　　　　文章编号：１００００５１８（２０１１）０３０２５８０５ ＤＯＩ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１０９５．２０１１．００３３２ 聚酰亚胺的研究与开发应用已有３０多年的历史，各类聚酰亚胺所呈现的种种特殊性质，使它们在 空间技术和电子工业中获得了广泛应用，具有重要的商业价值。与其它合成聚合物相比，聚酰亚胺的主 要优点是介电常数低、显著的热稳定性、良好的化学稳定性和抗辐射性能，而这些特性与聚酰亚胺的结 构和制备条件是密切相关的，其中聚酰胺酸（ＰＡＡ）环化成聚酰亚胺的速度、环化温度和程度尤为重要。 振动光谱是研究化学反应过程最有效的物理方法之一，因此红外光谱成为研究各类聚酰亚胺合成中的 亚胺化反应的优选手段，可以用透射红外、反射红外、反射吸收红外、漫反射和衰减全反射等多种红外光 ［１１３］ ［１４］ 谱测量方式进行测量与监视 。聚酰亚胺的结构倍受关注，早在上世纪８０年代初，Ｉｓｈｉｄｅ等 就对 由均苯四酸二酐（ＰＭＤＡ）与４，４′二氨基二苯醚（ＯＤＡ）合成的典型聚酰亚胺进行了详尽的红外光谱研 究，但对于反应过程中的中间产物，聚酰亚胺的前体聚酰胺酸的结构的红外光谱研究却甚为简单，而实 际上聚酰胺酸的红外光谱研究对其环化生成聚酰亚胺过程的红外光谱分析带的正确选择极为重要。为 此，本文合成了典型的聚酰胺酸，并对其结构、红外光谱和亚胺化过程中红外特征吸收峰的变化进行了 研究，为聚酰胺酸转化成聚酰亚胺的过程中亚胺化程度的定量测定奠定了良好的基础。 １　实验部分 １．１　试剂和仪器 均苯四酸二酐（ＰＭＤＡ），纯度 ９９％，真空升华；４，４′二氨基二苯醚（ＯＤＡ），纯度 ９９％，真空升 ≥ ≥ 华；Ｎ，Ｎ二甲基乙酰胺（ＤＭＡＣ）