【摘 要】
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聚酰亚胺是一种在各方各面的应用性能都极为优秀,极具特点性的高分子材料,特别是聚酰亚胺的薄膜系列,能在宽广的温度范围内(-269℃~400℃)保持出色的物理、机械力学性能和优秀的绝缘性能等,而被广泛应用于电器、电子、光学材料和其他工程材料领域。并由此开辟出了新的设计和应用领域,特别是在今天柔性电子生态即将爆发的前期,无色透明聚酰亚胺薄膜更是作为热门材料,被业内研究人员认为具有十分广阔的应用市场空间和
【基金项目】
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广东省引进创新团队-高性能聚酰亚胺/类石墨烯复合材料研究与产业化(2016ZT06V412); 国家重点研发计划-面向柔性OLED显示基板用聚酰亚胺浆料1的产业化应用研究(2020YFB0408100);
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聚酰亚胺是一种在各方各面的应用性能都极为优秀,极具特点性的高分子材料,特别是聚酰亚胺的薄膜系列,能在宽广的温度范围内(-269℃~400℃)保持出色的物理、机械力学性能和优秀的绝缘性能等,而被广泛应用于电器、电子、光学材料和其他工程材料领域。并由此开辟出了新的设计和应用领域,特别是在今天柔性电子生态即将爆发的前期,无色透明聚酰亚胺薄膜更是作为热门材料,被业内研究人员认为具有十分广阔的应用市场空间和前景。如何设计出稳定、高良率、高透过率及耐高温性能的无色透明聚酰亚胺薄膜成为现今的研究热点。就目前可实现大规模商业化的技术路线而言仍仅限于全氟化两组分型无色透明聚酰亚胺薄膜的制备,特别是在进一步提升耐高温性能方面,由于继续引进加入含氟基团对耐高温性能地提升并无明显贡献,因而难以实现在450℃以上的柔性显示屏幕生产线中实现真正的高通量卷对卷生产应用。本论文的重点是针对目前已有的商业化全氟技术路线,作出定量的组分比例调控以尝试在稳定已有搞透过率性能的同时提升耐高温性能等其他性能数据;为商业化高耐热型无色透明聚酰亚胺薄膜的大规模生产提供参考性数据指引,以满足未来的柔性屏幕生态行业需求。本文主要研究内容如下:(1)针对全氟化聚酰亚胺薄膜的特性,通过全氟化系列(六氟二酐和2,2’-二(三氟甲基)二氨基联苯)作为基础对比例的制备以及通过嵌段共聚的方式引进加入三种不同类型的脂肪族二酸酐组分(1,2,4,5-环己烷四甲酸二酐、双环己基-3,4,3’,4’-四酸二酐和环丁烷四甲酸二酐)等,合成了四个系列的聚酰亚胺薄膜,并对其性能进行了系统的测试表征。尝试在维持热学性能的前提下进一步提升其透过率性能,寻求组份比例调控后得到的透过率与耐高温性能的关联程度。(2)针对非氟化结构选取非共面系列,通过非共面系列(4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和2,2’-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷)作为目标样品组,并通过分别引进加入普通均苯型聚酰亚胺所使用的单体(均苯四甲酸二酐和4,4’-二氨基二苯醚)等进行与非共面系列的加叉合成对比,合成了三个系列的聚酰亚胺薄膜,并对其性能进行了系统的测试表征。尝试在通过多苯环型结构单体提升最终耐高温性能,并利用非共面结果降低就其分子链间堆砌程度,提升基础透过率,研究其透过率与耐高温性能之间的关联程度。(3)针对以上两种不同的研究方案,进行全氟化和非共面两种合成路线的定量交联型单体(3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐)引进加入,以前两组实验数据作为基础对比例,合成了两个系列的聚酰亚胺薄膜,并对其性能进行了系统的测试表征。尝试进一步提高其耐高温性能并得到透过率的损失程度,寻求两种性能之间在进一步交联后的性能关联程度。
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