题目：新型热塑性聚酰亚胺的制备与性能研究

芳香族聚酰亚胺（Polyimide, PI）是一类具有高耐热性、高力学性能、高电绝缘性、低介电常数和低吸湿性的芳杂环聚合物，已广泛用于航空航天、电子电气、微电子封装、汽车等领域，其制品种类繁多，包括薄膜、胶粘剂、复合材料基体树脂和涂料等。但是，PI特有的主链刚性棒状结构和很强的分子间作用力使其通常不溶不熔，很难利用传统加工手段成型，加工困难，生产成本高。其次，由于成型过程中存在溶剂挥发，污染环境。这些因素一直制约着聚酰亚胺的进一步发展与应用。本研究以改善聚酰亚胺熔体加工性能为目的，通过分子设计，在主链上引入柔性基团、含氟基团及共聚结构，并控制聚酰亚胺的分子量；制备出一系列新型热塑性聚酰亚胺；通过对聚酰亚胺熔体流变行为的研究表征了其熔体加工性能，提出了两条提高聚酰亚胺熔体加工性能的有效途径。本论文主体部分由五章和结论组成，简要如下：第一章 绪论。概述了聚酰亚胺种类和热塑性聚酰亚胺发明历史及发展现状，着重综述了聚酰亚胺分子结构和聚集态结构对性能，尤其是热性能的影响。在总结前人研究的基础上，提出了本论文的研究思路和研究内容。第二章 基于p-6FAPB的新型热塑性聚酰亚胺。以一种已应用于微电子封装领域的可溶不熔性聚酰亚胺为研究对象，通过控制二酐单体（ODPA）与二胺单体（p-6FAPB）的比例并加入单酐封端剂（PA），采用一步法成功地合成了四种不同分子量的有机可溶性芳香族含氟聚酰亚胺；利用GPC法和1H-NMR法对制得的聚酰亚胺的分子量进行了表征；较系统地研究了分子量对该类PI各种性能的影响，重点表征了该聚酰亚胺分子量对其熔体加工能力的影响；成功制备出一种具有优异综合性能的可溶可熔的新型热塑性聚酰亚胺。第三章 基于6FBAB的新型热塑性聚酰亚胺。根据第二章的研究结果，自行设计并合成了两种含氟的芳香族二胺单体，即m-6FBAB和p-6FBAB。两者的区别在于氨基的取代位置分别位于醚键的间位和对位。利用这两种二胺单体与四种商品化的二酐单体，分别采用一步法和两步法制备了分子量可控的两个系列，共八种聚酰亚胺粉末和薄膜，并对其性能进行了表征。对比研究了氨基取代位置对两个系列聚酰亚胺溶解性能、热性能、熔体加工性能、力学性能以及吸水率等性能影响，并成功制得了五种新型热塑性聚酰亚胺。第四章 结晶性聚酰亚胺的制备与性能研究。以3,4’-ODA和BPDA为单体，以PA为封端剂，采用两步法制备了一系列具有不同分子量的典型结晶性聚酰亚胺，较系统地研究了分子量对该结晶性聚酰亚胺的热性能、力学性能、吸水性能等的影响，并首次考察了分子量对该聚酰亚胺结晶动力学的影响。第五章 新型共聚型热塑性聚酰亚胺的合成与表征。 为解决第四章中结晶性聚酰亚胺熔融温度和熔体粘度过高的问题，参考第二章制得热塑性聚酰亚胺具有较好熔体加工性的特点，本章通过两种方法分别制备了基于上述两种聚酰亚胺的无规共聚酰亚胺和嵌段共聚酰亚胺，考察了共聚类型和材料配比等对共聚酰亚胺熔体加工等性能的影响，最终获得了几种具有注射加工潜力的热塑性聚酰亚胺。结论部分在总结上述各章研究结果的基础上，概括了论文的主要创新点：（1）首次用实验证明了控制可溶性聚酰亚胺的分子量可有效提高其熔融加工性能，适当降低分子量对力学性能和热性能影响不大；（2）首次研究了分子量对一种典型结晶性聚酰亚胺结晶行为的影响，发现该聚酰亚胺的结晶机理与分子量相关，该聚酰亚胺的结晶动力学行为与传统结晶性聚合物有所不同；（3）首次提出并实验证明了分步嵌段共聚方法可制备具有低熔体粘度的结晶性共聚酰亚胺，该方法可制得的热塑性聚酰亚胺为注射加工奠定了基础。