聚酰亞胺主要用作耐高溫材料和絕緣材料,為拓寬其應用領域,近(jìn)年來,科學(xué)工作者對聚酰亞胺進行了大餐的(de)功能化改性,獲得了大(dà)量(liàng)性能優異的改性產物(wù),如:高透明性聚酰亞胺、光(guāng)敏性聚酰(xiān)亞(yà)胺、光電導性聚酰亞(yà)胺等。下麵對這幾種功能性聚酰亞胺進行簡單介紹(shào)。
對聚酰亞胺透(tòu)明性的改進方(fāng)法包括含氟基團、含矽基團、聚碸結構、脂環結構的引入及和甲基丙烯酸甲酯(zhǐ)共聚等方法。目前已製成了’多種透明聚酰亞胺。如由2,2 7一雙(三氟甲基)一(yī)4,4'-二胺基(jī)聯苯與2,2’一雙(3,4"-二羧基苯基)六氟丙烷二酐合成的含氟聚酰亞胺,它(tā)在可見光(guāng)領域和光通訊波長(zhǎng)領域(1.0~1.7um)都呈無(wú)色(sè)透明。日(rì)本住化八一滅公(gōng)司於1993年開發的商品名為(wéi)Kamax的透明聚酰亞胺,目(mù)前已用在汽車照明、包裝容器(qì)、光學儀器等領(lǐng)域,它是(shì)甲基丙烯酸(suān)甲酯(zhǐ)和N一(yī)甲基一二甲基(jī)戊二酰(xiān)亞胺的共聚體。透明性(xìng)聚酰亞胺在要求耐熱性高的光學領(lǐng)域具有良好的應用前景。目前,已在液晶定向薄膜、濾色片的保(bǎo)護膜、光敏元(yuán)件、光(guāng)導波路、接觸鏡片、太陽能電池和(hé)熱控製係(xì)統等航空宇宙(zhòu)飛行器部件用塗料方麵得到了(le)應用。
光敏性聚酰亞胺(PSPI)是具有感光和耐熱雙重功能的高分子材(cái)料,在(zài)微(wēi)電子領域主要用作(zuò)光致(zhì)抗(kàng)蝕劑,可大大(dà)簡化使用非光敏聚酰亞胺時複(fù)雜的光刻(kè)工藝(yì)。PSPI按其配成光刻膠經光刻工藝後所得光刻(kè)圖形的不同,分為正性PSPI和負性PSPI,正(zhèng)性PSPI所用光敏劑一般為光降解型,負性PSPI所用光敏劑一般為光交聯型(xíng)。其製造方法一般是將光學活性單體接在聚酰胺酸上,形成(chéng)光(guāng)敏性聚酰胺酸,光敏性聚酰胺酸在光(guāng)照射下發生交聯,經刻蝕(shí)、高溫處理(lǐ)可(kě)閉環成聚酰亞胺(àn)。
最早(zǎo)的PSPI是由Kerwin等於1971年提出的。它由(yóu)3份聚(jù)酰胺酸和l份重鉻(gè)酸鉀的二甲基亞碸(fēng)溶液組成,在紫外(wài)光照(zhào)射下,重(chóng)鉻(gè)酸鉀與酰亞胺(àn)基發生交聯,得到負性圖形。由於其貯(zhù)存期太短(duǎn)(4~8h),未能推廣(guǎng)。1976年Rubner提出了一條新合成PSPI的方法,所得樹脂的光敏基團通過酯鍵與聚酰胺酸連(lián)接,在紫外光照射下,光敏(mǐn)基團的雙鍵(jiàn)之間進行交聯反應,在高溫固化階段,該光敏基團裂(liè)解後而形成(chéng)聚(jù)酰(xiān)亞胺膜,得負性圖形。在這條路線的基礎上,汽巴公司和杜(dù)邦公司分別推出了(le)Probimide一300、Merck Selectilux HTR3和DuPont Pyralin PD等商品PSPI。較早報道的正性PSPI是由(yóu)10%~20%聚酰胺酸(suān)的N一甲基一2一吡咯烷酮與鄰位疊氮萘醌按(àn)一定比例配成的。以後的科研工作者在上述研究的基礎上,通(tōng)過改變二酐、二胺單體(tǐ)、光敏劑種類和製備方(fāng)法製得了一係列PSPI。
隨著微電子器件不斷微細化和精密化(huà),對PSPI的性能提出(chū)了越來越高(gāo)的要(yào)求。為此,對PSPI的改性工作也在不斷進行(háng)。較為成(chéng)功的有三種新型PSPI,即有機矽(guī)改性PSPI,自增感PSPI和含氟PSPI。其中,自增感PSPI是指體係中沒有外加光敏劑,靠自身進行光化學反應的PSPI。Pfreifer以二苯甲(jiǎ)酮四酸二酐和帶烷基取代基的芳香(xiāng)族二胺為單體合成了自增感PSPI。這類PSPI因主鏈含有柔順的羰基而具有可溶性,這樣在加工過程中避免了亞胺化過程造成的(de)種種缺點。開發較為(wéi)成功的自增感PSPI是汽巴公司的Proimide-400,訪樹脂一經推出就得(dé)到了(le)工業界的廣涉青睞。
將電子給予體引入聚酰亞胺中,可得到具有光電導性的聚酰亞胺,這種聚酰亞胺(àn)在紫外光、X射線和可見光的輻(fú)照下可(kě)產生光電流。有機光電導材料可廣(guǎng)泛應用於靜電複印、製版印刷、激光打印、全息照相等領域,是一類新型的功能高分子材料。陳元勝等將哢(kā)唑和酞菁基團同時引入聚酰亞胺中,製得了光電(diàn)導性聚酰亞胺。這種(zhǒng)含哢(kā)唑和酞菁銅的聚酰(xiān)亞胺(àn)和四氨基酞菁銅比較,其光電性能(néng)明顯改善,表麵(miàn)充電電位由496V提高到945V,光衰速(sù)率從125V/s提高到250V/s,而感光度(dù)提高了(le)兩倍多。