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一种新型聚硫醚酰亚胺的可加工性和热稳定性研究 * 韩英，方省众 ，严庆  中国科院院宁波材料技术与工程研究所 宁波市高分子重点实验室，浙江省宁波 市镇海区庄市大道 519 号 315201 关键词：聚酰亚胺 分子量控制 流变性能 热稳定性 前言 芳香族聚酰亚胺具有出色的热稳定性，良好的机械性能和较低的介电常数， 自其被商品化以来，作为一种高性能材料已经广泛的应用于航空航天、电工电子、 复合材料等方面[1-3] 。但由于芳环聚酰亚胺普遍具有刚性的分子链结构，导致大 部分的聚酰亚胺都有不熔不溶的特点，这使其在加工和应用方面受到了极大的限 制。为解决这一问题，研究者在对聚酰亚胺的结构修饰上进行了很多研究。常见 的方法包括在聚合物主链中引入柔性基团、含氟基团、间位结构、大型取代侧基 以及非平面结构基团等方法。异构聚酰亚胺在近年来得到了越来越广泛的关注。 异构聚酰亚胺通常由异构的二酐或二胺合成得到，和传统的聚酰亚胺相比，异构 聚酰亚胺表现出较高的玻璃化温度、更好的溶解性、较低的熔体粘度等特性。 二苯硫醚四酸二酐（TDPA ）有三种不同的异构体，分别为 3,3’,4,4’-二苯硫 醚四酸二酐 (4,4’-TDPA), 2,3’,2,3’-二苯硫醚四酸二酐 (3,3’-TDPA) 和 2,3’,3,4’- 二苯硫醚四酸二酐 (3,4’-TDPA) 。丁孟贤等[4, 5] 以这三种异构二酐制备了一系列聚 酰亚胺并对其性能进行了研究和对比。其中以 3,4’-TDPA 合成的聚酰亚胺具有较 低的熔体粘度和较好的溶解性。 本文中，为了获得性能优良且制备相对简便的可熔融加工聚酰亚胺，我们用 TDPA 的三种异构体的混合二酐与4,4-二氨基二苯醚（ODA ）进行共聚，同时用 邻苯二甲酸酐（PA ）作为封端剂和分子量调控剂，制备了一系列不同分子量的 共聚硫醚酰亚胺（PTEI ）并主要对其熔体流动性和热稳定性进行了研究。 实验 比浓对数黏度采用Ubbelohde 黏度计测试，测试温度为30 ℃，样品为0.5 g/dL N- 甲基吡咯烷酮(NMP)溶液。示差扫描量热分析(DSC)与热重分析(TGA)采用 Perkin-Elemer Diamond DSC 和 TG/DTA 热分析仪测定，测试环境为空气和氮气。 流变性能通过 Physica MCR 301 旋转流变仪测量。 混合 TDPA 与 PTEI 参考文献[6]合成。 结果与讨论 * 通讯作者. Tel.: +86-574 fax: +86-574 E-mail : fxzhong@nimte.ac.cn (X.Z. Fang). 宁波市工业科研攻关项目资助（2007B10059 ） 混合的 TDPA 单体由混合的氯代苯酐（3- : 4- =1:1 ）作为初始原料制得。得 1 到的二酐单体组分经 H NMR 的H 特征峰测定，组成约为 3,3’-: 4,4’-: 3,4’= 25%: 20%: 55% 。 由TDPA 混合二酐，ODA，以及PA 作为封端剂经由一步法聚合合成的共聚 硫醚酰亚胺 PI1-PI7 的比浓对数粘度以及热性能列于表 1 中。 Table 1 Inherent viscosities and thermal properties of PIs ηinh Tg T5% (℃) Rw PI (dL/g) (℃) N2 Air (%) PI1 0.36 255 528 540 60 PI2 0.41 258 530 534 61 PI3 0.45 258 529 534 60 PI4 0.50 267 531 538 60 PI5 0.53 266 535 555 60 PI6 0.59 268 534 542 60 PI7 0.67 270 5