隨著科技發(fā)展,光電器件逐漸趨向于柔性化、可穿戴化和可彎曲化發(fā)展,如OLEDs顯示器基板、薄膜太陽(yáng)能電池基板等,這種發(fā)展趨勢(shì)使柔性光電器件的相關(guān)研究成為研究者關(guān)注的熱點(diǎn),以柔性透明聚合物薄膜材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)玻璃基板材料是使器件柔性化的重要方法。一些傳統(tǒng)透明聚合物薄膜由于耐熱溫度不高無(wú)法滿足后期工藝溫度需求,而透明聚酰亞胺(PI)薄膜在透明性、熱穩(wěn)定性等方面體現(xiàn)出的優(yōu)異性能有望滿足光電器件對(duì)基板材料的應(yīng)用要求。目前,越來(lái)越多的企業(yè)如美國(guó)杜邦、日本東麗杜邦、韓國(guó)科隆、臺(tái)灣達(dá)邁等采用含氟單體成功制備出高透明的PI薄膜。本文采用溶液縮聚法,以4,4'-二氨基-2,2'-雙三氟甲基苯(TFMB)、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)和聯(lián)苯四甲酸二酐(BPDA)作為反應(yīng)單體,通過(guò)化學(xué)亞胺化制備了一系列共聚型聚酰亞胺薄膜。通過(guò)改變非含氟單體BPDA在二酐單體中的配比及加料方式,經(jīng)化學(xué)亞胺化制備了一系列無(wú)規(guī)共聚型含氟聚酰亞胺薄膜。在此基礎(chǔ)上,為了改變分子鏈段序列的排布,先合成了兩種由活性基團(tuán)封端的低聚物,而后將兩者按比例混合反應(yīng),改變非含氟單體BPDA在二酐單體中的配比,經(jīng)化學(xué)亞胺化制備了一系列嵌段共聚型含氟聚酰亞胺薄膜。通過(guò)測(cè)試對(duì)上述兩個(gè)系列的共聚型含氟聚酰亞胺薄膜的性能進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明:非含氟二酐單體BPDA的加料方式對(duì)無(wú)規(guī)共聚型PI薄膜各項(xiàng)性能有不同影響;非含氟單體BPDA在二酐中的比例對(duì)兩種共聚型PI薄膜的性能均有影響;當(dāng)BPDA含量相同時(shí),采用不同共聚方式制備的嵌段共聚型PI薄膜和無(wú)規(guī)共聚型PI薄膜性能存在差異。制備的兩種共聚型含氟PI薄膜在室溫下均可溶于非質(zhì)子極性溶劑,且薄膜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)透光率較高。隨著非含氟二酐單體BPDA含量增加,薄膜的光學(xué)性能略微下降,熱性能和力學(xué)性能得到提高。當(dāng)非含氟二酐單體BPDA占二酐單體摩爾比為68.97%時(shí),制備的較為有序的無(wú)規(guī)共聚型PI薄膜和嵌段共聚型PI薄膜在500 nm處的透過(guò)率分別為91.40%和91.70%,均達(dá)到了90%以上;當(dāng)非含氟二酐單體BPDA占二酐單體摩爾比為35.71%時(shí),制備的無(wú)規(guī)共聚型PI薄膜和嵌段共聚型PI薄膜在失重5%時(shí)的熱分解溫度分別為563.68℃和571.54℃,拉伸強(qiáng)度分別為100.98 MPa和110.31 MPa。當(dāng)BPDA單體含量一定時(shí),嵌段共聚型PI薄膜比無(wú)規(guī)共聚型PI薄膜的線性熱膨脹系數(shù)(CTE)更低,非含氟單體BPDA比例增加可使兩種共聚型PI薄膜的線性熱膨脹系數(shù)大幅度降低。當(dāng)BPDA含量相同時(shí),嵌段共聚型PI薄膜比無(wú)規(guī)共聚型PI薄膜的熱性能和力學(xué)性能更優(yōu)異,但光學(xué)性能有所降低。同時(shí),非含氟二酐單體BPDA加料方式的改變對(duì)無(wú)規(guī)共聚型PI薄膜的光學(xué)性能、力學(xué)性能和力學(xué)性能均有不同程度影響。
【學(xué)位單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ323.7;TB383.2
【部分圖文】：

）填充改性聚酰亞胺樹脂中添加一些與其組成和結(jié)構(gòu)不同的填料對(duì)其進(jìn)充改性常用的填料主要有無(wú)機(jī)填料、納米填料、金屬及金屬填料等。填充改性可利用復(fù)合效應(yīng)來(lái)改善和克服聚酰亞胺的合性能[19-20]�？筛鶕�(jù)應(yīng)用需求，在聚酰亞胺中加入不同的填度、硬度及耐磨性等性能。這種改性方法雖然簡(jiǎn)單有效，但體樹脂中分散性較差[21]的問(wèn)題仍需要解決。來(lái)，一些高技術(shù)領(lǐng)域?qū)τ诰哂刑厥夤δ艿奶胤N聚酰亞胺薄膜增加[22]，特種 PI 薄膜應(yīng)運(yùn)而生并成為了近年來(lái)研究的熱點(diǎn)性方法對(duì) PI 薄膜進(jìn)行改性，可以制備出無(wú)色透明 PI 薄膜、電常數(shù) PI 薄膜、耐電暈 PI 薄膜和低熱膨脹系數(shù) PI 薄膜等功中，為了適應(yīng)光電子、微電子領(lǐng)域的應(yīng)用需求，研究者相繼度較高的 PI 薄膜[24,25]。1-1 為柔性顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖。柔性顯示器件按其組成構(gòu)造顯示介質(zhì)以及薄膜封裝三個(gè)部分，其中柔性基板是柔性顯示成部分，它起到了支撐和保護(hù)的作用[26,27]。

圖 1-2 薄膜太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)Fig. 1-2 The structure of thin film solar cell聚酰亞胺薄膜研究進(jìn)展科技發(fā)展，未來(lái)的光電器件將逐漸向柔性化、超薄化和可穿而玻璃作為傳統(tǒng)的透明基板材料則無(wú)法滿足這些發(fā)展要求[34不高的傳統(tǒng)透明樹脂，聚酰亞胺薄膜質(zhì)輕且耐熱性優(yōu)良，因薄膜這樣的透明樹脂材料在未來(lái)的光電領(lǐng)域?qū)?huì)有很大的需柔韌的太陽(yáng)輻射保護(hù)裝置、太陽(yáng)能電池基板、液晶顯示器的電路用的半波片以及通訊裝置上的光波導(dǎo)等[35-38]。PI 薄膜通單體經(jīng)縮聚反應(yīng)制備而成，其分子主鏈中存在殘余的二胺和的吸電子作用與二胺基團(tuán)的給電子作用形成電子轉(zhuǎn)移，同時(shí)分子內(nèi)或分子間存在著傳荷作用，因此使薄膜在可見(jiàn)征的棕黃色[39]。從傳統(tǒng)聚酰亞胺薄膜有色原因入手，通過(guò)分含氟基團(tuán)[40-46]、脂環(huán)結(jié)構(gòu)[47,48]、體積較大的取代基[49]等，可子間的傳荷作用，達(dá)到抑制CTC形成的目的，提高薄膜透明

圖 1-3 研究的技術(shù)路線Fig. 1-3 Technical route of the research于透明聚酰亞胺薄膜的相關(guān)報(bào)道，有關(guān)共聚型透明聚酰亞胺薄膜的相少，且共聚方式多屬于無(wú)規(guī)共聚，因此本課題以 4,4'-二氨基-2,2'-雙三（TFMB）、2,2-雙（3,4-二羧基苯基）六氟丙烷二酐（6FDA）和聯(lián)苯酐（BPDA）作為反應(yīng)單體，通過(guò)溶液縮聚法來(lái)制備共聚型含氟透明薄膜。引入含剛性結(jié)構(gòu)的非含氟單體 BPDA 與含氟二酐和二胺單體共PI 薄膜，可以提高反應(yīng)活性，降低試驗(yàn)成本，且第三單體的加入為 P了不同的分子鏈結(jié)構(gòu)，能在一定程度上改變均聚物分子鏈的規(guī)整性，間作用力，使共聚型PI薄膜的性能發(fā)生一定改變。為了探究共聚物鏈氟 PI 薄膜性能的影響，通過(guò)改變加料方式、非含氟單體 BPDA 摩爾共聚的方式，在一定程度上改變其分子鏈的鏈段排布，由此通過(guò)改變制備共聚型含氟PI薄膜在降低反應(yīng)成本的基礎(chǔ)上還可以對(duì)其光學(xué)性能性能進(jìn)行調(diào)控，利于含氟PI薄膜具有更好的綜合性能，滿足不同應(yīng)用求。具體的研究?jī)?nèi)容如下所示：1）以上述單體為反應(yīng)物，調(diào)整兩種二酐單體的比例和非含氟二酐單

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2834189