[发明专利]一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法，所述聚酰亚胺薄膜具有式Ⅰ所示结构：式Ⅰ中，n为50‑150；R₁、R₂、R₃、R₄各自独立地为氢原子、卤素原子或碳原子数为1‑4的饱和烃基；A为二元酸酐单体残基。本发明的聚酰亚胺薄膜以含有呋喃结构和亚胺结构的二胺单体和二酐单体通过缩聚反应制得，在二胺单体中引入呋喃单元使得分子的平面性增强，由于呋喃属于给电子基团，使得二胺单体的给电子能力增强，分子内的电荷转移增强；同时亚胺基的引入使得聚酰亚胺分子链间的相互作用增强，所制得的聚酰亚胺薄膜线膨胀系数为9.8‑16.3ppm/K，550nm处可见光透过率为21‑37％、玻璃化转变温度为380‑405℃，热力学性能和避光性能优异。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

背景技术

随着显示技术的迅猛发展，电子终端对显示屏幕的要求也越来越高，柔性电子产品具有轻便，可弯曲甚至可折叠的特点，被认为将逐步取代传统电子设备成为未来的主流产品，柔性电子与柔性显示技术也成为未来电子信息产业发展的重要发展方向。其中，柔性基板是实现器件柔性化的重要材料，其对柔性器件起着保护和支撑的重要作用，并对器件的寿命和稳定性有着重要的影响。由于柔性器件的制作过程往往需要在较高的温度，因此对于柔性基板的耐高温性能要求较高。

玻璃化转变温度是评价聚合物材料耐高温性能的重要指标，是指高分子材料由玻璃态转变为高弹态所对应的温度，一般而言，玻璃化转变温度越高，材料越稳定，高温性能越好。

聚酰亚胺是一类含有酰亚胺环的有机聚合物，因为其良好热稳定性、电气和力学性能，在柔性基底、电子线路板、航空航天等领域具有广泛的应用。聚酰亚胺一般是由二胺类单体和二酐类单体发生聚合反应制得，根据重复单元的化学结构不同，聚酰亚胺可以分为脂肪族、半芳香族和芳香族聚酰亚胺三种。传统的芳香族聚酰亚胺由于分子结构中存在较强的分子间及分子内相互作用，因而在电子给体(二胺)与电子受体(二酐)间易形成电荷转移络合物，造成聚合物薄膜呈现黄色。人们通常采用增加空间位阻、引入柔性链段等方法从分子结构设计上来改善薄膜的透光率，得到无色高透明的薄膜，但是该方法制得的聚酰亚胺薄膜的玻璃化转变温度较低(＜300℃)、机械强度不足，难以满足柔性器件生产过程对于柔性基板高温性能的要求。

同时，在一些领域如防窥车窗等由于功能需求往往需要采用低透过率的材料，现有的透明聚酰亚胺膜无法满足；作为柔性印刷电路板基底的聚酰亚胺膜，还需要具有较低的线性热膨胀系数，从而避免在热处理过程及降温过程中薄膜发生卷曲、断裂、剥离等问题；一些芯片在加工过程中需要避光，并且由于加工温度较高，因此往往需要透过率低、热稳定性好的材料作为衬底。因此，提供一种具有高玻璃化转变温度、低线性热膨胀系数的着色聚酰亚胺薄膜本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法，通过在聚酰亚胺中引入带有亚胺结构和呋喃结构的二胺，制备得到具有高玻璃化转变温度的聚酰亚胺薄膜。

一种聚酰亚胺薄膜，具有式Ⅰ所示结构：

式Ⅰ中，n为50-150；

R₁、R₂、R₃、R₄各自独立地为氢原子、卤素原子或碳原子数为1-4的饱和烃基；

A为二元酸酐单体残基。

在其中一些实施例中，所述A包括以下取代基中的任意一种：

本发明上述结构中所标记的化学键为其与式Ⅰ中其他部分的连接位点，但具体的连接方式和连接次序均不需进行任何限定。