有机硅-聚酰亚胺类耐高温材料合成方法及应用述评.pdf

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1、张保坦，等：有机硅一聚酰亚胺类耐高温材料合成方法及应用述评93有机硅一聚酰亚胺类耐高温材料合成方法及应用述评张保坦李茹陈修宁张帆刘白玲王公应(1．常州化学研究所常州新光源重点实验室，常州213164；2．中科院成都有机化学研究所，成都610041)摘要以有机硅一聚酰亚胺(PI)材料为基础，根据有机硅的结构特点及其具有的优越性能，结合已有工作，阐述了将有机硅引入PI以制备高性能的复合材料的缘由，并对一些主要合成方法的原理、优缺点及应用进行了比较详细的述评。关键词有机硅聚酰亚胺复合材料合成耐高温聚酰亚胺(PI)是一种半梯形高分子，主链含有十分稳定不同的高聚物物理共混以后，可以使材料具有单一高聚的芳

2、杂环结构单元，分子链间的极性作用力很强，使其具有物所不具备的性能。通常通过机械搅拌。。或超声波的其它高分子材料所无法比拟的耐高温性能、优良的力学性能方法将有机硅组分加入PI溶液中，然后加热处理后即可得和电性能，受到人们的高度重视，并被广泛应用于航天、航到有机硅一PI复合材料。这种最简单的方法适合于各种形空、汽车、电子、电器等许多高新技术领域I2。但是，由于态的无机粒子。相对于化学改性而言，有机硅和PI两种聚P1分子主链上的苯环和酰亚胺环结构存在电子极化和络合合物之间并没有发生化学反应和变化，只是物理缠结在一作用，使得分子链间具有较强的相互作用，导致其不能熔融起，因而这种方法简单易行比较经济，组

3、分浓度容易控制。或熔融温度极高，不溶于大多数有机溶剂，从而造成加工成但由于PI与有机硅的相容性存在明显差异，导致相分离现型困难、制造成本高等问题，限制了此类材料更广泛的应象严重，不利于膜材料的均匀化。且PI难溶难熔，该法一般用J。因此，克服这些缺点并协调好加工与应用性能之间的只适用于极少数有机硅一PI材料的制备。关系就成为热塑性耐高温PI材料合成的关键。(2)溶胶一凝胶法有机硅是由一si(Me)：一0一重复单元通过化学键键链溶胶一凝胶法是制备PI／SiO杂化材料的一种重要的而成，分子链非常柔顺。其具有优良的加工性能、耐高低温方法，即在PI基体中引入纳米SiO颗粒制备PI／SiO：杂化性能、耐气

4、候老化性、电气绝缘性、憎水性等l生能，恰好材料。其制备过程是：合成聚酰胺酸(PAA)的Ⅳ，Ⅳ_二甲基能够弥补PI溶解性差、吸水性强、不易加工的缺陷。1966乙酰胺或Ⅳ_甲基吡咯烷酮等极性溶剂，然后加入正硅酸乙年，V．H．Kuckertzl6首先使用均苯四酸二酐与1，3-双(氨丙酯、水和催化剂的混合溶液制得PAA杂化混合溶液，最后再基)．1，1，3，3-四甲基二硅氧烷反应制得有机硅一PI材料，但亚胺化得到PI／SiO：杂化材料。Y．Kim等”采用此法制备是这种PI是一种结晶性材料，不能从溶剂中流延制成柔性了不同SiO：用量的PI／SiO杂化膜，并研究了SiO用量对薄膜。随后，美国通用电气公司利用

5、苯酮四羧酸二酐(BT-材料电学性能的影响。结果表明，随着SiO用量的增加，有DA)和oL，一二氨基有机聚硅氧烷制得一系列有机硅一PI材利于提高杂化材料的介电性能和体积电阻率，并能降低PI料，改善了材料的柔韧性和粘结性能。K．Igarashi等采用的热膨胀系数。张明艳等得到类似结果，但发现SiO：用相同方法制得抗潮湿性能优良的有机硅一PI，其对硅晶片和量超过一定范围、颗粒尺寸变大时，材料的电性能下降。在玻璃具有很好的粘结性能，并且保留了PI的耐热性、化学稳溶胶一凝胶化过程中加入少量偶联剂也可有效增加两相的定性、力学性能以及电绝缘性等优良特性。使其可应用于半相容性]。导体材料的防护涂层、电子线路中

6、的绝缘体和电介质、电线该方法的主要优势在于反应条件温和，前驱体以溶液的电缆挤出涂层、粒子阻挡层、光敏材料、航空航天的抗原子形式混合，易于成型和掺杂，有利于改善有机相与无机相之氧耐辐射层等j，因此，对有机硅一PI材料的研究开发具间的相容性，从而获得分散性好、性能优异的杂化材料。实有十分重要的意义。有机硅一PI材料的制备方法通常分为施该法的关键是如何有效控制相分离使得无机相在有机相物理共混和化学改性，其中物理共混包括与有机硅聚合物的中形成最佳的分散形态。简单机械共混和与无机SiO：纳米粒子的杂化；化学改性因(3)原位聚合法涉及到共聚硅单体／中间体的选择与合成，从共聚后的结构原位聚合法是将无机粒子分

7、散到PAA中，然后在原位又可分为有机硅末端修饰法、接枝共聚和嵌段共聚。笔者针使其亚胺化获得杂化材料。M．G．Goswami等通过原位聚对有机硅一PI材料的制备方法进行了评述。合，将二苯基硅二醇(DPSD)加入PAA中，制得分子杂化材1有机硅一PI材料的制备料或纳米杂化材料。结果表明，随着DPSD用量的增加PAA1．1物理共混(1)机械共混收稿日期：2010-04-07工程塑料应用2010年，第38