[发明专利]一种高模量、高强度新型聚酰亚胺薄膜的制备方法

摘要

一种高模量、高强度新型聚酰亚胺薄膜的制备方法，所述方法是在两步法制备聚酰亚胺薄膜的基础上，通过添加纳米填料含量；调整上述几种原料的摩尔比量，即调整刚性结构和柔性结构的比例；控制不同的纵、横向拉伸比，即分子链在拉伸方向发生取向，最终制得高模量、高强度和尺寸稳定性好的新型聚酰亚胺薄膜。

主权项

一种高模量、高强度新型聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：它包括以下工艺过程：1）将单体二胺溶解于极性溶剂中，再加入二酐，在60±5℃的条件下，反应5±0.5小时，合成低粘度的聚酰胺酸树脂预聚物溶液，其中二胺和二酐的投料摩尔比为1:0.9‑0.99，所述二胺为如下两种或三种混合物：PDA、MDA、ODA；多种胺混合使用时，其质量分数比例PDA为0—100%，MDA为0—100%，ODA为0—100%；所述二酐为如下两种、三种或四种：PMDA、BPDA、ODPA、BTDA；多种酐混合使用时，其质量分数比例PMDA为0—100%，BPDA为0—80%，ODPA为0—70%，BTDA为0—70%；2）以二甲基乙酰胺为溶剂，溶解低粘度聚酰胺酸树脂预聚物溶液，形成质量百分比为15%‑‑30%的预聚物溶液；3）将纳米填料、二甲基乙酰胺以及低粘度聚酰胺酸树脂预聚物溶液进行研磨分散得到了10%‑‑30%的填料母液，其中，填料粒径为10nm—30nm；研磨时间为2h—5h，研磨温度为25℃‑‑45℃，其中所述填料为云母、SiO2、TiO2的一种或多种；4）将低粘度聚酰胺酸树脂预聚物溶液、填料母液同时计量入静态混合器中混合均匀，再向此混合液中添加二酐，按照生产用树脂合成粘度标准，反应4±0.5小时，调节聚酰胺酸树脂粘度；制成生产所用聚酰胺酸树脂溶液，其中填料母液的加入量需保证填料在最终聚酰亚胺薄膜中所占质量分数为0.1%‑‑1%；生产所用聚酰胺酸树脂溶液的固含量15%‑‑30%，25℃下粘度为100000 Pa.s ‑‑400000 Pa.s；5）流涎成型：生产所用聚酰胺酸树脂溶液经过脱泡后，由计量泵通过挤出模头流涎在不锈钢带上，经过100℃‑‑300℃干燥，得到了流涎膜；6）纵、横向拉伸：流涎膜经过纵向、横向拉伸，使分子链在拉伸方向发生取向，再经400℃‑‑550℃高温脱水亚胺化，制得聚酰亚胺薄膜，其中纵向拉伸比1：1‑‑1.1，纵向温度50℃‑200℃，横向拉伸比1:1‑‑1.1；7）后处理：上述所得的聚酰亚胺薄膜经过水喷淋、高温烘箱，不但清洗在高温亚胺化产生的副产物或垃圾，而且高温能促进分子链的有序排列和堆积，增大了其刚性，释放薄膜存在的内应力，可得到尺寸稳定性、光学性更好的高模量、高强度的新型聚酰亚胺薄膜。