题目：均苯四甲酸二酐/4,4’-二氨基二苯醚聚酰亚胺多孔薄膜的制备与性能研究

聚酰亚胺（PI）多孔膜不仅具有优异的热稳定性、机械稳定性和尺寸稳定性，而且介电常数低、透水透气，因此其应用广泛。作为PI与空气的复合体，PI多孔膜在可见光范围具有比纯PI高的吸光度值，于是本文从吸光的角度，探索PI多孔膜的吸光性能以希望其能在太阳能电池材料等吸光领域有所应用。本文首先致力于制备孔径分布均匀的PI多孔膜，然后研究多孔膜的吸光性能。主要采用了两种制备多孔膜的方法：热分解法和溶剂刻蚀法。其中，热分解法采用了两种不同的成孔剂：高分子量的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和低分子量的聚丙二醇（PPG）。通过原位溶液共混法加入成孔剂，即在PI前体聚酰胺酸（PAA）合成之前加入成孔剂，以增加成孔剂在基体中的分散效果；然后进行共混物溶液涂膜、热酰亚胺化，得到成孔剂/PI共混物薄膜；最后通过热分解或溶剂刻蚀去除成孔剂从而制备出PI多孔膜。最后探索PI多孔膜的吸光信息，并尝试采用喷碳、掺杂碳纳米管等方法改善吸光性能。本论文的主要研究内容和结果如下：第一章 绪论。主要介绍PI多孔膜制备方法的研究进展，指出研究目的和意义，提出研究内容和技术方案。第二章 热分解成孔剂PMMA的PI多孔膜研究。首先通过成孔剂PMMA在不同气氛下的TGA曲线，确定PI/PMMA共混膜热分解的最适宜温度；然后通过PI/PMMA共混膜的恒温热失重曲线确定热分解最适宜时间，最终确定热分解条件：空气气氛、330℃热分解4 h。研究表明：在该热分解条件下，成孔剂PMMA能够分解殆尽，当PMMA含量在10wt%~30wt%时，所制PI多孔膜背面的孔尺寸在430 nm~960 nm之间，为PI纳米多孔膜。第三章 热分解成孔剂PPG的PI多孔膜研究。以数均分子量2000~2200的PPG2000为成孔剂，采用与第二章相似的工艺制备了PI多孔膜，确定的热分解条件为：空气气氛、220℃热分解4 h。研究表明：当PPG含量小于30wt%时，得到的平均孔径在520 nm~660 nm，且孔径分布非常均匀，因此从孔形貌的角度，PPG的结果优于以PMMA为成孔剂的结果。第四章 溶剂刻蚀成孔剂PPG的PI多孔膜研究。采用甲苯和乙醇两种溶剂分别刻蚀PI/PPG共混膜，研究了不同刻蚀时间对孔形貌的影响。结果表明：对相同共混薄膜，超声浸渍相同时间，甲苯刻蚀得到的PI多孔膜的背面平均孔径约1.5 μm，明显大于相同情况下热分解法的平均孔径660 nm；乙醇刻蚀得到PI多孔膜的孔分布更加均匀、孔尺寸更小，平均孔尺寸约800 nm，与热分解法的平均孔径相当，仍属于纳米级PI多孔膜。由TGA测试表明：经过6 d刻蚀，乙醇刻蚀了PI/20wt%PPG中约4wt%的PPG，甲苯刻蚀了约1.6wt%的PPG，乙醇刻蚀的效果稍好于甲苯，但是二者均不能实现成孔剂PPG的完全刻蚀。因此通过单纯的溶剂刻蚀很难完全去除PI/PPG共混膜中的成孔剂PPG。第五章 PI多孔膜的吸光性能研究。采取两种制备PI吸光膜的方法：一是以PMMA为成孔剂制备出的PI多孔膜为基膜，在基膜背面喷上一层碳；二是将碳纳米管（CNTs）原位超声分散到PAA中，制备PI/PMMA/CNTs共混膜，再采用与第二章相同的热分解条件使PMMA分解殆尽得到多孔PI/CNTs膜。研究表明：PI多孔膜在可见光区的吸光度比纯PI明显增强；背面喷碳使PI多孔膜在紫外-可见光区的吸光度均有增加，但增加效果不特别明显；原位掺杂CNTs使 PI多孔膜的孔尺寸明显增加，由几百纳米增加至几十微米，掺杂后可见光区的吸光性能无明显变化，主要提高了PI多孔膜在紫外区的吸光度。