[发明专利]一种高性能透明聚酰亚胺、聚酰亚胺薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能透明聚酰亚胺，由二胺单体和二酐单体经聚合反应制得，其结构通式为：本发明合成的聚酰胺酸溶液具有固含量高、粘度可控的优点。采用C‑D键来代替传统聚酰亚胺包含的C‑H键，减少了分子内和分子链间产生的电荷转移络合物，破坏了分子链的紧密堆积，明显的改善了聚酰亚胺的透明性；同时，避免了大体积侧基的引入，对材料的热膨胀系数和耐热性都有明显的提高。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种高透光性、低热膨胀系数、耐热性优异的高性能透明聚酰亚胺、聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺由于其良好的耐热性、机械性能，杰出的尺寸稳定性和化学稳定性，在航空航天、装备武器、交通运输、太阳能电池和电工电子等领域拥有广泛的应用。

随着电子信息技术的飞速发展，人们对电子产品的要求也不断提高，柔性、灵活、轻薄的柔性显示、触控器件，已逐渐成为电子领域高科技产品的必要装备。其中，柔性高透明聚酰亚胺更是其中关键一环，近年来，越来越多的人把目光放在了柔性透明聚酰亚胺的研究和发展上面。然而由于二胺和二酐在聚合过程中高度共轭，在分子结构中形成电荷转移络合物(CTC)，造成分子链紧密堆积，从而大多数聚酰亚胺在可见光范围内的透光率低且都呈现棕黄色，难以应用在对透明度要求严格的光电设备上。聚酰亚胺着色问题一直是影响其在柔性显示器件和薄膜电池领域内应用的重要因素之一。

目前，作为光学材料使用，对透明聚酰亚胺有如下要求：①良好的透光率；②良好的耐热性，柔性显示器件是在高温条件下经历多道工序制作而成的，拥有良好的耐热性，才能满足加工条件；③较低的热膨胀系数，较低的热膨胀系数能够更好的与功能层匹配，保证柔性显示器的高温尺寸稳定性，若不能保持优良的尺寸稳定性，将会对最终显示器的品质与可靠性产生致命影响。

因此，提供一种高透光率、低热膨胀系数、耐热性优异的高性能透明聚酰亚胺及其制备方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种聚酰亚胺、聚酰亚胺薄膜及其制备方法，该聚酰亚胺拥有高透明性、高耐热性、低线性热膨胀系数等优异性能，解决了现有的聚酰亚胺无法同时兼顾上述所有性能的难题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高性能透明聚酰亚胺，由二胺单体和二酐单体经聚合反应制得，其结构通式如化学式1所示：

其中，X₁为碳原子数是4-20的氘代单环、稠合多环式脂肪族或芳香族结构的四价有机基团，X₂为碳原子数是4-20的非氘代单环、稠合多环脂肪族或芳香族结构的四价有机基团；

Y为碳原子数是4-20的非氘代脂环族或芳香族二价有机基团；

式中m为1-200的正整数，n为0-200的正整数。

进一步，所述二胺单体为非氘代二胺，所述二酐单体为非氘代二酐和/或氘代二酐。

优选的，所述二胺单体为下述结构的任意一种或几种：

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优选的，所述二酐单体为下述结构的任一种或几种：

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其中，Dn表示苯环或脂肪环被n个氘原子取代，n为0～10的正整数，当n＝0时，二酐为非氘代单体。

本发明还提供了上述高性能透明聚酰亚胺的制备方法，包括以下步骤：