[发明专利]一种乙醇可分解的高热稳定性无色聚酰亚胺柔性电子基底材料的制备及应用

说明书

本发明属于柔性电子领域，公开了一种乙醇可分解的高热稳定性无色聚酰亚胺聚合物基底材料的制备及应用。本发明的聚合物基底材料由具有羟基的二胺和带有三氟甲基的二酐合成，借助分子结构的优越性，现有柔性基底不易被绿色分解和热稳定性差的问题被解决。并且基底表现出了出色的热稳定性和机械性能，其T_d5达到430℃，T_d10达到488℃，T_uot达300℃，CTE为48ppm/K，拉伸强度为103MPa，弹性模量为2.49GPa。此外，基底在550nm处具有91％的高透明度，还具有非常优异的表面平整性。更重要地，由此基底制备的FPC板不仅具有良好的电性能，还可以在乙醇中被分解。这种CPI基板将成为柔性绿色电子基底的强大候选者。

技术领域

本发明属于柔性电子领域，特别涉及一种乙醇可分解的、高热稳定性无色聚酰亚胺基底材料的制备及应用。

背景技术

近年来，柔性电子发展迅速，由于其具备柔性、高效、低成本的制造工艺等诸多优势给我们的生活带来了极大的便利。但是，随之而来的是，这些电子产品的使用寿命也越来越短，逐渐缩短至平均数月的使用时间，这就直接导致了大量的电子废物的产生。这其中，除导电金属外，聚合物基底占了很大的比例。它是柔性电子的重要组成部分，通常会非常缓慢地降解，并且需要较长的时间才能完全分解，大大增加了我们的土地和水资源负担。因此，聚合物基板的回收处理在柔性电子走向柔性绿色电子的过程中起着至关重要的作用。

目前聚合物基板的回收方式主要包括垃圾填埋法，焚化法，热分解法和机械粉碎处理等，但是这些方式往往不环保，不绿色，往往会带来土地和空气污染，从而加重环境的负担。于是许多研究人员试图开发可降解的聚合物基材，主要包括：天然来源的化合物，例如植物纤维，动物蛋白等，已显示出优异的绝缘性能；还有一些新型合成聚合物，如聚乙烯醇(PVA)，聚乳酸(PLA)，聚己内酯(PCL)，聚己内酯-聚甘油癸二酸酯(PGS-PCL)，聚乳酸-乙醇酸(PLGA)，聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚羟基丁酸酯(PHB)，由于其可适应卷对卷的生产工艺，并且它们都是可以生物降解的，安全的，无毒的，在柔性电子领域展现了令人期待的前景。但是它们存在固有的缺陷：热稳定性较差，尤其是在柔性电子的高温制程中，由于玻璃化温度低和较窄的加工温度范围，可能会使该材料不适合用作高温基材。因为它们受热可能会变成橡胶状，这种变形导致基板无法再为器件提供足够的机械支撑，往往导致器件失效。因此，目前制备热稳定性好且可降解的聚合物基底材料仍然存在挑战。

现有技术中还没有发现同时具备绿色可分解和高热稳定性的聚合物基底以便得到可用于柔性绿色电子器件基底材料的报道。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种乙醇可分解的高热稳定性无色聚酰亚胺基底材料的制备方法。

本发明另一目的在于提供上述方法制备的乙醇可分解的高热稳定性无色聚酰亚胺聚合物基底材料。

本发明再一目的在于提供上述乙醇可分解的高热稳定性聚合物基底材料在制作柔性电子器件中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种乙醇可分解的高热稳定性无色聚酰亚胺聚合物基底材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)PAA(聚酰胺酸)前体的制备：在氮气保护下，将二胺单体加入到有机溶剂中搅拌溶解以获得透明的二胺溶液，再加入二酐单体进行搅拌反应以获得透明且粘性的PAA溶液；

(2)CPI(无色聚酰亚胺)薄膜的制备：将PAA溶液滴在玻璃板上，然后进行旋涂，旋涂完毕后，放入干燥箱中经程序化升温使其酰亚胺化，结束后取出自然冷却至室温，置于去离子水中剥离得到CPI薄膜，即得到乙醇可分解的高热稳定性无色聚酰亚胺聚合物基底材料。

步骤(1)中所述的二胺单体为2,2-双-(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷(BAHPFP)；