单向拉伸聚酰亚胺薄膜

《单向拉伸聚酰亚胺薄膜》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第24卷第3期应用化学Vol.24No.32007年3月CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRYMar.2007单向拉伸聚酰亚胺薄膜a,baaa3马鹏常杨正华姬相玲丁孟贤ab(中国科学院长春应用化学研究所长春130022;中国科学院研究生院北京)摘要分别以聚酰胺酸法和部分酰亚胺化的“凝胶法”研究了均苯二酐/二苯醚二胺(PMDA/ODA)和联苯二酐/对苯二胺(BPDA/PPD)体系聚酰亚胺薄膜在制膜过程中对单向拉伸比的影响,研究了薄膜在热膨胀系数和力学性能方面的差别。结果表明,“凝胶法”薄膜可以有较高的拉伸比,可以使薄膜有较

2、低的热膨胀系数-6-6(对于PMDA/ODA,由3511×10/℃降低到1215×10/℃),可以明显提高拉伸方向的强度和模量,PMDA/ODA可以分别达到236MPa和117GPa;BPDA/PPD可以分别达到613MPa和913GPa,但伸长率有所降低。关键词聚酰亚胺,薄膜,单向拉伸中图分类号:O633文献标识码:A文章编号:100020518(2007)0320331204用于柔性印刷线路板(FPC)的聚酰亚胺薄膜对尺寸稳定性有很高的要求,如热膨胀系数要与铜箔[1～4]匹配,在一定条件下的收缩率须低于011%等。解决尺寸稳定性问题有2种方法

3、:将薄膜在一定条[5,6][7]件下拉伸,增加分子链排列的有序度;或者改变聚合物的化学组分,增加分子链的刚性。如果同时[10]采用这2种方法,将得到更好的效果。国外虽有有关“凝胶法”制膜的专利报道,但没有说明原因,也没有报道2种方法的对比结果。本文研究了由聚酰胺酸溶液和由部分酰亚胺化的“凝胶”得到的薄膜进行单向拉伸,研究了薄膜的各项性能。1实验部分1.1试剂和仪器均苯二酐(PMDA)282～283℃真空升华提纯;二苯醚二胺(ODA)192～193℃真空升华提纯;对苯二胺(PPD)蒸馏后乙酸乙酯重结晶;邻苯二甲酸酐(PA),164℃真空升华;N,N

4、2二甲基乙酰胺(DMAc),工业品,P2O5处理,减压蒸馏,分子筛干燥;乙酸乙酯,分析纯试剂。TMDMTAV型动态力学热分析仪(RheometricScientic),TMA模式,以5℃/min升温速率进行薄膜热膨胀系数(CTE)测定和动态力学热分析(DMTA);INSTRON21121型电子万能拉力机,样品尺寸30mm×5mm;拉伸速率为5mm/min。单向拉伸仪,自制,由3部分组成(见图1):(1)薄膜固定框:尺寸为240mm×280mm,底端可以固定薄膜的一端,两侧有滑动槽,槽上安装6个可以移动的夹子;(2)拉伸装置:是1根横杆,中间装有螺

5、旋拉杆,横杆上面带有可以固定薄膜的6个夹子,两端可以沿滑动槽移动;(3)加热装置:是1个带有加热元件的铝金属框,带有拉伸装置的薄膜固定框可以放置在中间,以保证加热的均匀性。图1薄膜单向拉伸仪1.2聚合和成膜Fig.1Unistretcher聚酰胺酸按照通用的低温溶液缩聚方法,以2006206210收稿,2006209225修回通讯联系人:丁孟贤,男,研究员,博士生导师;E2mail:mxding@ciac.jl.cn;研究方向:聚酰亚胺332应用化学第24卷DMAc为溶剂,由等摩尔比的二酐和二胺进行缩聚得到,固含量为15%。“凝胶”法按文献[8,

6、9]方法制备胶液。将合成得到的聚酰胺酸溶液用G2磨砂漏斗过滤,真空脱泡。将洗干净的玻璃板称重,然后将除气后的聚酰胺酸溶液在玻璃板上流延成膜,称重后于65℃下干燥100min,取出后冷到室温称重。所得聚酰胺酸薄膜固含量为33%。对部分亚胺化的“凝胶”流延成膜、干燥,得到所期望的固含量的凝胶膜。将自支撑的薄膜固定在框上,以215℃/min的速率升温,当温度达到70℃后开始拉伸,直到温度达到170℃,维持10min,再迅速升温至430℃,维持2min。在250～350℃之间薄膜有轻微松弛,再慢慢拉紧。自然冷却后便可得到单向拉伸的薄膜。2结果与讨论2.1

7、干燥条件由于已经完成酰亚胺化的薄膜是难以拉伸的,所谓“薄膜的拉伸”,实际上是在未完全酰亚胺化,并且含有相当量的溶剂的情况下进行的。表1列出了干燥条件对薄膜中溶剂含量的影响,可见2种聚酰胺酸薄膜达到能够自支撑时的固含量均在30%以上。表2列出了70℃下干燥时间对凝胶膜固含量的影响。结果表明,2种凝胶膜达到能够自支撑时的固含量范围为22%～25%。固含量越低,薄膜可以达到的拉伸比就越高。可能是因为部分酰亚胺化的聚合物对溶剂的溶解性较差,大分子之间的作用力较大,“凝胶”膜可以在较高溶剂含量下自支撑,因此可以有较高的拉伸比。聚酰胺酸对溶剂的溶解性好,聚合

8、物与溶剂分子作用力强,本身的强度较低,要求自支撑膜的溶剂含量就较低。表1干燥条件对聚酰胺酸膜固含量的影响Table1Dependence