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透過(guò)5種工藝方法來(lái)了解制備耐高溫?zé)o色透明的PI薄膜
作者:耐高溫?zé)o色透明PI薄膜 點(diǎn)擊數(shù): 發(fā)時(shí)間:2023-03-16

傳統(tǒng)PI薄膜由于分子間和分子內(nèi)的 CTC 相互作用,在可見(jiàn)光范圍內(nèi)具有很強(qiáng)的吸收特性,限制了其在顯示領(lǐng)域的應(yīng)用。因此,制備耐高溫?zé)o色透明PI薄膜已成為顯示技術(shù)發(fā)展中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題之一。

從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā),應(yīng)選擇具有弱吸電子基團(tuán)的二酐單體和具有弱給電子基團(tuán)的二胺單體,以減少分子鏈間的電荷轉(zhuǎn)移,從而制備耐高溫?zé)o色透明的PI薄膜。

引入強(qiáng)電負(fù)性基團(tuán)、脂肪環(huán)結(jié)構(gòu)、大取代基、不對(duì)稱結(jié)構(gòu)和剛性非共面結(jié)構(gòu)有利于制備無(wú)色透明 PI。

這些基團(tuán)的引入可以降低分子鏈的有序性和對(duì)稱性,從而減少PI分子鏈的堆積,在一定程度上增加分子鏈的空間自由體積,破壞鏈間共軛,從而抑制或減少分子間或分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的形成,減少PI在可見(jiàn)光區(qū)的吸收,提高薄膜的透光率。

耐高溫?zé)o色透明PI薄膜

雖然CTC作用對(duì)PI的光學(xué)性質(zhì)不利,但卻可以使得知識(shí)分子鏈間具有強(qiáng)的相互促進(jìn)作用,限制了分子鏈的運(yùn)動(dòng),保證了PI出色的熱性能。有利于提高材料進(jìn)行光學(xué)透明性的分子利用結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)企業(yè)往往我們會(huì)在發(fā)展一定程度上能夠降低建筑材料的熱性能;而增加熱性能的結(jié)構(gòu)影響因素,例如剛性芳香族結(jié)構(gòu)、高度共軛體系結(jié)構(gòu),會(huì)帶來(lái)CTC效應(yīng),往往會(huì)造成損害材料的光學(xué)透明性。

一、引入強(qiáng)電負(fù)性基因

強(qiáng)電負(fù)性能減少 PI 分子鏈的聚集,增加分子鏈之間的自由體積,減少電荷轉(zhuǎn)移相互作用,提高 PI 薄膜的透明度。

由于三氟甲基具有很強(qiáng)的吸電子能力和很大的自由體積,在PI的結(jié)構(gòu)中引入含氟基團(tuán)可以減少分子內(nèi)和分子間的電荷轉(zhuǎn)移相互作用,從而制備出無(wú)色透明的PI薄膜。

二、引入大取代基因

一方面,在 PI 結(jié)構(gòu)中引入大體積取代基可以有效地減少鏈間相互作用,增加鏈間距,從而降低鏈堆積密度; 另一方面,體積基可以阻礙電子流動(dòng)和分子鏈之間的共軛以及 CTC 的形成概率,從而提高材料的透明度和溶解度。同時(shí),大體積取代基的引入不會(huì)破壞分子鏈的剛性,在一定程度上保持材料的熱性能。

雖然引入大體積取代基團(tuán)可以提高PI薄膜的透光率,但是大部分所得的聚合物薄膜仍然帶有一定的顏色,同時(shí)合成帶有大體積側(cè)基的單體較為困難,這就限制了它們的應(yīng)用。

三、引入脂環(huán)結(jié)構(gòu)

在傳統(tǒng)PI中引入脂環(huán)結(jié)構(gòu)可以用來(lái)制備耐高溫?zé)o色透明PI薄膜,這是由于脂環(huán)結(jié)構(gòu)能夠破壞芳香族PI鏈段上的共軛結(jié)構(gòu),降低分子鏈間的相互作用力,增大鏈間自由體積,減少CTC的形成,從而提升PI薄膜的透明性和溶解度,同時(shí)也可以維持薄膜良好的耐熱穩(wěn)定性。

四、引入不對(duì)稱和剛性非共平面結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)PI一般具有剛性對(duì)稱的分子結(jié)構(gòu),由于鏈間較強(qiáng)的CTC作用,分子鏈緊密堆積,賦予了PI良好的耐熱性、力學(xué)性能和耐溶劑性,但是規(guī)整的結(jié)構(gòu)一般會(huì)使其溶解性較差,給加工帶來(lái)很大問(wèn)題。

在PI分子鏈上引入不對(duì)稱和剛性非共平面結(jié)構(gòu),能夠破壞分子鏈的對(duì)稱性,降低規(guī)整性,增加鏈間自由體積,賦予其良好的溶解性。

此外,鏈間的共軛作用也會(huì)受到破壞,減少了CTC的形成,有利于制備透明PI薄膜。

五、引入無(wú)機(jī)納米粒子

引入可聚合的無(wú)機(jī)納米粒子也是一種在保持PI良好光學(xué)性能的同時(shí)提高其熱性能的方法。無(wú)機(jī)納米粒子一般具有剛性核結(jié)構(gòu),這是提高PI熱性能的主要原因。而帶有可聚合基團(tuán)的無(wú)機(jī)納米粒子可以均勻分散在PI分子鏈中,有效避免了無(wú)機(jī)物的聚集,有利于獲得透明性好的PI薄膜。


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