聚酰亚胺膜的应用研究进展
聚酰亚胺薄膜的应用领域
聚酰亚胺薄膜的应用领域聚酰亚胺薄膜是一种高效的材料，能够在不同的领域发挥重要作用。
它的特性包括高温稳定性、抗化学侵蚀性、耐候性和优异的机械性能等。
近年来，随着科学技术的迅猛发展，聚酰亚胺薄膜在许多领域得到了广泛的应用。
一、电子学领域作为一种高度透明和导电性的薄膜材料，聚酰亚胺薄膜可以用于制作高性能的电子器件。
例如，它可以用作薄膜电容器、透明导电薄膜和加热薄膜等。
在电子板制造业中，聚酰亚胺薄膜也是一个重要材料。
它可以作为一种柔性基板，可以使电路板更加灵活和可靠。
聚酰亚胺薄膜可以承受高温度，不易与其他材料产生化学反应，使其更适合制作可靠的电子元件。
二、食品包装领域作为一种高温稳定的材料，聚酰亚胺薄膜广泛用于食品包装领域。
许多食品和饮料需要高温杀菌处理，聚酰亚胺薄膜能够承受这种高温处理，保证食品的质量和安全性。
此外，聚酰亚胺薄膜也具有良好的保温性能。
它能够防止食品的液体蒸发和空气的渗透，延长食品的保质期。
三、航空航天领域航空航天领域需要材料具有优异的耐高温性能和化学稳定性能。
聚酰亚胺薄膜可以承受极高的温度，可以在高空、高温的环境下使用。
聚酰亚胺薄膜还可以承受极端的气压和气氛，适合用于制作航空航天器的热保护层和隔热板等。
四、工业涂层领域聚酰亚胺薄膜具有优异的化学稳定性和机械性能，可以用于制作工业涂层。
它可以作为一种隔离层，防止化学物质的渗透和腐蚀。
聚酰亚胺薄膜还可以用于表面涂层，用以改善表面的抗磨损性和耐腐蚀性。
五、医疗领域聚酰亚胺薄膜在医疗领域也具有广泛的应用。
它可以用于制作医疗器械，例如人工心脏和血管支架等。
聚酰亚胺薄膜具有优异的生物相容性和抗血栓性能，可以避免人体免疫排斥反应，减少感染和血栓等副作用。
此外，聚酰亚胺薄膜还可以用于制作医用敷料和绷带。
它具有透气性和抗菌性能，可以帮助伤口愈合和预防感染。
综上所述，聚酰亚胺薄膜是一种具有广泛应用领域的高性能材料。
从电子学领域到医疗领域，聚酰亚胺薄膜都能发挥重要作用，随着科学技术的不断进步，其应用领域将会更加广泛。
聚酰亚胺薄膜的合成与性能研究
聚酰亚胺薄膜的合成与性能研究随着科技的不断发展，纳米科技在现代科学中扮演了越来越重要的角色。
聚酰亚胺薄膜作为重要的高分子材料，在纳米科技领域中有着广泛的应用。
本文将对聚酰亚胺薄膜的合成与性能研究进行阐述和讨论。
一、聚酰亚胺薄膜的制备方法1. 溶液法制备溶液法制备是制备聚酰亚胺薄膜的常用方法之一。
该方法以聚酰亚胺为主要原料，溶于有机溶剂中，在高温高压下得到薄膜。
溶液法制备的薄膜具有成本低、成膜速度快、适应性强等优点，同时也存在一些问题，如纯度难以控制、膜质量较差等。
2. 界面聚合法制备界面聚合法制备是在亲水性和疏水性介质之间加入原料催化剂，通过界面反应生成聚酰亚胺膜的方法。
该法制备的聚酰亚胺薄膜具有纯度高、膜质量好等优点，但该方法对纯度要求较高。
3. 静电纺丝法制备静电纺丝法制备是通过静电引力和表面张力作用下，将聚酰亚胺材料纺丝成微米级或纳米级的膜的方法。
该法制备的聚酰亚胺薄膜成本低、成膜速度快、膜质量优等优点，但其纤维间距较大，带电时容易影响膜性能。
二、聚酰亚胺薄膜的性能研究1. 机械性能聚酰亚胺薄膜在应用中需要承受一定的力量和摩擦，因此其机械性能是关键参数之一。
该类薄膜的机械性能主要包括强度、韧性、抗拉性能等。
近年来，研究者通过添加纳米材料，如纳米碳管、纳米硅等，来增强聚酰亚胺膜的机械性能。
2. 光学性能聚酰亚胺薄膜还可以应用于光学领域，如分光镜、反射镜、透镜等。
聚酰亚胺薄膜的光学性能涉及到其折射率、透过率、反射率等参数。
研究者通过改变聚酰亚胺分子中的取代基以及控制薄膜厚度来调控其光学性能，以满足不同应用领域的需求。
3. 热稳定性聚酰亚胺薄膜的热稳定性是其功能使用的重要指标之一。
聚酰亚胺薄膜具有优异的热稳定性，其玻璃化转变温度高于300°C。
通过添加优化型稳定剂可以进一步提高聚酰亚胺膜的热稳定性。
三、聚酰亚胺薄膜在纳米科技领域的应用聚酰亚胺薄膜因其优异的性能和可控性在纳米科技领域中有着广泛的应用，如电容器、传感器、微流控芯片、微电子封装等。
新型聚酰亚胺材料的研究与应用
新型聚酰亚胺材料的研究与应用近年来，随着科技的不断发展，新颖的高性能材料也应运而生。
其中，聚酰亚胺材料作为一种重要的高分子材料，因其具有高强度、高耐热性、高抗腐蚀性等优异性能而备受青睐。
本文将介绍聚酰亚胺材料的研究进展和应用前景。
一、聚酰亚胺材料的概述聚酰亚胺是一种由胺和酸螯合缩合而成的高分子材料，其分子结构为交替排列的酰亚胺基团和芳香族胺基团。
由于酰亚胺基的刚性结构和芳香族胺的光学、电学性能，聚酰亚胺材料具有优异的性能，成为重要的高性能材料之一。
二、聚酰亚胺材料的研究进展1. 合成方法的改进目前，聚酰亚胺材料的合成方法主要有两种：亚胺化法和缩合法。
亚胺化法由于需要高温反应和长时间反应，且产物质量不太稳定，近年来已经逐渐被缩合法取代。
缩合法则分为热固性聚酰亚胺和热塑性聚酰亚胺两种。
其中，热固性聚酰亚胺具有更高的热稳定性，适用于制备高强度、高温度的结构材料；而热塑性聚酰亚胺则易于加工，适用于涂层、微电子和薄膜等领域。
2. 性能的优化为了进一步提高聚酰亚胺材料的性能，近年来研究者们进行了大量的尝试和实验。
其中，一些重要的改进包括：调整聚合反应的条件，改变酰亚胺基和芳香族胺基的配比，改变分子结构，掺杂适当的纳米颗粒等。
例如，通过在材料中引入碳纤维，可以有效提高聚酰亚胺的机械性能；而加入氟元素则可以增强其耐腐蚀性。
三、聚酰亚胺材料的应用前景1. 航空航天领域聚酰亚胺材料具有重量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀等优点，因此特别适用于航空航天领域中的部件制造。
例如，聚酰亚胺复合材料制成的机翼和扇叶具有更高的性能和更轻的重量，可大大提高飞机的性能和经济性。
2. 电子领域聚酰亚胺材料具有优异的耐高温、电绝缘性和化学稳定性，因此适用于电子领域中的半导体器件、传感器、电容等。
例如，一些基于聚酰亚胺材料制成的柔性电路板、柔性声波传感器等已经在市场上大量应用。
3. 医用材料聚酰亚胺材料可以制备成为生物相容性良好的材料，并且具有耐高温和强度高的特点。
聚酰亚胺的研究及应用进展
聚酰亚胺的研究及应用进展聚酰亚胺是一种高性能高分子材料，具有优异的力学性能、热稳定性、耐化学性等特点。
因此，它在航空航天、电子信息、光电子、汽车制造、医疗设备等领域有着广泛的应用。
本文将探讨聚酰亚胺的研究进展以及其在各个领域的应用。
首先，聚酰亚胺的研究进展可以从合成方法、结构设计以及性能改性等方面进行讨论。
聚酰亚胺的合成方法主要有一步法和二步法。
一步法是指在聚合反应中同时进行酰亚胺化和聚合反应；而二步法是先合成酰亚胺官能团衍生物，再进行聚合反应。
合成方法的选择直接影响到聚酰亚胺的结构和性能。
目前，研究者们已经开发出了很多新的合成方法，如原子转移自由基聚合法、纳米催化剂法等，以提高合成效率和控制聚合过程。
在结构设计方面，研究者们通过合理调控聚合物单元的结构和相对位置，获得了一系列具有特殊性质的聚酰亚胺材料。
例如，通过引入有机亚胺单元，可以获得具有自愈合能力的聚酰亚胺材料；通过引入磺酸基团，可以获得具有良好阻燃性能的聚酰亚胺材料。
此外，通过构建无序结构和随机共聚物的方法，也可以获得聚酰亚胺材料的高可延展性和韧性。
除了结构设计，性能改性是提高聚酰亚胺材料性能的重要途径之一。
研究者们通过添加填料、添加表面活性剂、引入功能团等方法，对聚酰亚胺材料进行改性。
填料的引入不仅可以增加聚酰亚胺的力学强度和硬度，还可以改善其综合性能。
表面活性剂的引入可以提高聚酰亚胺的分散性和降低表面能，从而改善其加工性。
引入功能团可以赋予聚酰亚胺特定的性质，如气体吸附能力、光学性能等。
在应用方面，聚酰亚胺材料具有广泛的应用领域。
在航空航天领域，它被广泛应用于制作航天器外壳、推进剂导向系统和高温结构件等。
由于聚酰亚胺具有优异的耐高温性能和阻燃性能，所以它在这个领域有着重要的地位。
在电子信息领域，聚酰亚胺材料被用作制作高性能柔性电子器件的基材，如柔性电路板、显示屏等。
聚酰亚胺的高热稳定性和低介电损耗使其在这个领域具有独特的优势。
此外，聚酰亚胺材料还被广泛应用于汽车制造、医疗设备制造以及光电子器件等领域。
透明聚酰亚胺薄膜在汽车上的应用
透明聚酰亚胺薄膜在汽车上的应用随着科技的进步和消费者对汽车性能要求的提高，汽车行业正在寻求更轻、更强、更耐用的材料来制造汽车部件。
透明聚酰亚胺薄膜作为一种高性能的聚合物材料，因其优异的机械性能、电气性能和耐高温性能，正逐渐在汽车行业中得到广泛应用。
一、概述透明聚酰亚胺薄膜，简称TPU薄膜，是一种由聚酰亚胺树脂制成的透明膜材料。
它具有极佳的耐高温性能、电气绝缘性能、机械强度和耐化学腐蚀性能，被广泛应用于航空航天、电子电器、汽车制造等领域。
在汽车行业中，TPU薄膜主要用于制造汽车车灯罩、天窗、挡风玻璃、侧窗玻璃、后视镜等部件。
二、应用优势1. 耐高温性能：TPU薄膜具有极佳的耐高温性能，能够在高温环境下保持稳定的性能，不易变形或龟裂。
这使得TPU薄膜成为制造汽车发动机罩、排气管等高温部件的理想材料。
2. 机械强度：TPU薄膜具有较高的拉伸强度和弯曲强度，能够承受汽车在行驶过程中产生的振动和冲击。
这有助于提高汽车的整体刚性和耐用性。
3. 电气绝缘性能：TPU薄膜具有良好的电气绝缘性能，可用于制造汽车内部的电气线路保护套和高压电缆绝缘层等。
这有助于提高汽车的电气安全性能。
4. 轻量化效果：相比传统的玻璃或金属材料，TPU薄膜具有更轻的质量，有助于降低汽车的整备质量，从而提高燃油经济性和排放性能。
5. 易于加工：TPU薄膜具有良好的加工性能，可以通过注塑、热压成型、热熔焊接等工艺加工成各种汽车部件的形状和结构。
这有助于缩短生产周期和降低生产成本。
三、应用举例1. 汽车车灯罩：TPU薄膜用于制造车灯罩，可以有效地保护车灯免受损坏和污垢的影响，同时提高车灯的透光率和美观度。
2. 天窗：TPU薄膜用于制造汽车天窗，能够承受日晒雨淋和温度变化的影响，同时保持天窗的透明度和美观度。
3. 挡风玻璃：TPU薄膜用于制造挡风玻璃的顶部和侧面，可以增强挡风玻璃的结构强度和抗冲击能力，同时减轻重量和提高燃油经济性。
4. 侧窗玻璃：TPU薄膜用于制造侧窗玻璃的顶部和侧面，可以提高侧窗玻璃的结构强度和抗冲击能力，同时减轻重量和提高燃油经济性。
聚酰亚胺薄膜材料的制备与应用研究
聚酰亚胺薄膜材料的制备与应用研究聚酰亚胺薄膜是一种高性能的高分子材料，具有优异的机械、热学、光学和化学稳定性，广泛应用于电子、光学、化学、生物医学等领域。
本文将介绍聚酰亚胺薄膜的制备方法和应用研究情况。
一、聚酰亚胺薄膜的制备聚酰亚胺薄膜的制备方法主要有溶液浇铸、真空挥发、浸涂法、界面聚合法等。
其中，溶液浇铸法是最常用的一种方法。
1. 溶液浇铸法首先，将聚酰亚胺原料按一定比例溶解在有机溶剂中，并加入助剂如甲基丙烯酸甲酯（MMA）、聚乙二醇（PEG）等，对溶液进行混合搅拌使其均匀分散。
然后，把混合好的溶液倒入玻璃基板或金属基板上，在加热的条件下使其干燥成薄膜。
溶液浇铸法对于薄膜品质和制备成本的影响比较大，因此需要在制备过程中仔细控制溶剂挥发速率、温度、浇铸速度等参数，以获得高质量的聚酰亚胺薄膜。
2. 真空挥发法真空挥发法利用真空中高温下的聚酰亚胺原料在物质的表面形成很薄的聚酰亚胺膜。
通常，将聚酰亚胺原料放入真空釜中，在真空状态下进行加热，使挥发出来的材料在基板表面形成一层均匀分布的薄膜。
真空挥发法较为简单且成本较低，但是挥发原料的过程对于真空釜的材料和加热部分的耐受能力有较高的要求。
同时该方法制备出的聚酰亚胺薄膜质量无法得到有效控制。
二、聚酰亚胺薄膜的应用研究1. 电子领域（1）聚酰亚胺薄膜在电子领域的应用主要体现在电容器、电磁波屏蔽和光滤波器等方面。
其中，利用聚酰亚胺薄膜的优异介电性能制备超高电容器，能够在电容大小相同情况下，大幅度减小器件的尺寸。
同时，聚酰亚胺薄膜能很好地吸收电磁波，降低信号干扰，并在通讯领域有着广泛的应用。
（2）聚酰亚胺薄膜还应用于薄膜太阳能电池和有机发光二极管等新能源器件。
利用其高透光性质和优良的导电性，可增强太阳能电池和发光二极管的电学性能。
2. 光学领域聚酰亚胺薄膜在光学领域的应用主要体现在薄膜滤波器、极化器、透镜等方面。
利用其高透过率、低散射特性和优异的热稳定性，可以制备高性能光学元器件。
聚酰亚胺薄膜材料应用性能对比研究
聚酰亚胺薄膜材料应用性能对比研究摘要：双面涂胶的聚酰亚胺薄膜具有良好的耐高温和稳定的力学性能，可作为胶膜应用于印制组件的粘接。
其中，杜邦Kapton胶膜的市场化程度高，但不符合国产化应用的要求。
为了替代进口胶膜，本文选取国产华烁包封膜，从激光切割工艺、热压工艺和原辅材料的兼容性3个方面进行应用研究，并与进口的聚酰亚胺薄膜进行性能对比。
关键词：聚酰亚胺；Kapton胶膜；包封膜；粘接；剪切强度0 引言聚酰亚胺（PI）薄膜具有良好的耐高温性、力学性能和理化稳定性，被广泛应用于航空、航天、电子、汽车等领域[1-2]。
PI薄膜最早由杜邦公司(Dupont)生产并投入市场应用，生产过程达到全自动化控制，代表产品为Kapton薄膜[3]。
目前国内有多家单位使用Kapton胶膜进行生产。
印制电路组件使用胶膜材料粘接成型。
双面涂胶聚酰亚胺材料为组件粘接使用的一种常见胶膜[4]。
受材料进口和其他国际因素影响，Kapton胶膜虽然性能稳定，但存在断供风险。
根据实际生产状况，作者对国产聚酰亚胺薄膜材料进行应用性能研究，以替代国外Kapton胶膜。
本文针对华烁公司研发的聚酰亚胺包封膜，制作粘接样件，进行激光切割工艺、热压工艺试验，并针对三防加工过程的生产实际，完成原辅材料的兼容性试验，同时，将华烁包封膜与Kapton胶膜（杜邦公司）的应用性能进行对比研究，为国产化聚酰亚胺薄膜材料在印制电路组件上的粘接应用提供生产指导的价值。
1 试验部分1.1 材料Kapton为美国杜邦公司的进口材料，型号为LF0222，产品性能稳定，市场化程度高。
华烁包封膜是华烁科技股份有限公司生产的国产材料，型号为CID-502050SP(Y)，为新研产品。
表1 国内外聚酰亚胺薄膜的材料参数对比材料名称产品类型PI厚度涂胶厚度总厚度Kapton双面涂胶0.05mm0.05mm0.15mm华烁包封膜双面涂胶0.05mm0.05mm0.15mm表1列出了这两型聚酰亚胺薄膜的参数。
dmac在聚酰亚胺薄膜中的应用
dmac在聚酰亚胺薄膜中的应用
聚酰亚胺薄膜是一种具有广泛应用前景的高性能材料，而dmac（N，N-二甲基乙酰胺）作为一种重要的溶剂，被广泛应用于聚酰亚胺薄膜的制备中。
dmac在聚酰亚胺薄膜的制备过程中起到了溶剂的作用。
聚酰亚胺薄膜的制备过程一般包括溶解聚酰亚胺原料、薄膜的浇筑和加热固化等步骤。
而dmac作为溶剂，具有良好的可溶性和溶解能力，可以有效地将聚酰亚胺原料溶解在其中，形成均匀的溶液。
这样有利于薄膜的制备过程，保证薄膜的均匀性和质量。
dmac在聚酰亚胺薄膜的制备过程中还具有辅助剂的作用。
在聚酰亚胺薄膜的制备过程中，dmac可以调节溶液的黏度和流动性，使得溶液更易于浇筑和涂布。
同时，dmac还可以调节薄膜的干燥速度和固化温度，有利于薄膜的形成和性能的优化。
dmac还能够提高聚酰亚胺薄膜的力学性能和热稳定性。
由于dmac 的高沸点和低毒性，它可以在聚酰亚胺薄膜的制备过程中充当高温溶剂，提高薄膜的热稳定性。
同时，dmac还可以与聚酰亚胺分子之间形成氢键或离子键等相互作用，增强薄膜的分子间相互作用力，从而提高薄膜的力学性能。
dmac在聚酰亚胺薄膜的制备中扮演着重要的角色。
它既是溶剂，又是辅助剂，能够调节溶液的性质和薄膜的形成过程，从而优化薄膜
的性能。
随着对聚酰亚胺薄膜应用领域的不断拓展和研究，dmac的应用前景也将更加广阔。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
胡纲[15] 等以 2 种二酐 、3 种二胺为单体 ,两步法制备了 6 种不同结构的 PI 均质膜 。测定了这几种膜的物理性质和对 水蒸汽的动态吸附性能 ,并计算出反常扩散指数 。陈镇[16] 等 同样制备了上述 6 种均质膜 ,测定了这几种膜的物理性质和 渗透汽化性能 ,并讨论了 PI 刚性和分子结构对均质膜渗透汽 化性能的影响 。在前面的工作基础上 ,陈剑[17] 等人用建立的 动态吸附/ 脱附实验装置测定水蒸汽在 PI 膜中的吸附/ 脱附 行为 ,研究结果表明 :水蒸汽小分子在 PI 膜中的扩散系数随 着温度增加而增加 ,随着聚合物重复单元摩尔自由体积的增 加 ,扩散系数也呈上升的趋势 。
摘 要 对近几年聚酰亚胺 ( PI) 膜的应用研究情况进行了综述 。重点介绍了 PI 膜在分离膜和质子交换膜方面的应 用 。并对未来 PI 膜的发展方向进行了展望 。
关键词 聚酰亚胺 ,膜 ,应用
Research progress on the applications of polyimide membranes
直接甲醇燃料电池 (DM FC) 是在 P EMFC 基础上发展起 来的一种新型燃料电池 ,它以廉价的甲醇为燃料 ,无需繁重的 燃料重整或储氢系统 ,结构简单 、质量轻 、能量效率高 ,是理想 的车载动力电源及便携式电源 。
尚玉明等[29231] 以一系列磺化二胺单体和非磺化二胺单体 与二酐为原料 ,采用高温聚合法 ,得到了一系列 SPI 质子交换 膜材料 。研究结果表明 ,该膜有望在 DMFC 中获得应用 。
已经商品化的 PI 膜有美国杜邦公司的 Kapton 系列 、日 本宇部兴产公司的 Uplix 系列及日本钟渊公司的 Apical 系 列[1] 。随着科技的发展 , PI 膜的应用领域进一步扩展 ,本文主 要就 PI 近年来在膜方面的应用进行综述 。
1 聚酰亚胺膜的品种及应用
11 1 用于绝缘层及覆铜板
王雷[23] 等从分子设计的角度出发 ,合成了一种新型磺化 二胺单体 ,通过聚合反应制备了磺酸基在侧链上的质子交换 膜 (图 1) 。由于特殊结构的设计 ,这种质子交换膜的水解稳定 性和氧化稳定性均得到提高 。Lee[24] 等制备了接枝的 SPI 膜 ,
侧链中磺酸基团 (2SO3 H) 的加入 ,显著地提高了离子交换能 力 ( IEC) 和质子传导率 。
11 3 用于分离膜
分离膜是指对不同的物质具有不同的通过速率的膜状材 料 。PI 作为分离膜材料具有耐高温 、耐高压 、耐溶剂和其他化 学物质以及成膜性好的特点[1] 。 11 31 1 气体分离膜
丁孟贤[1] 在其专著中对 PI 气体分离膜的分离原理 、结构 与气体分离性能的关系 、影响气体透过性能的因素 、分离膜的 制备 、种类及膜在使用过程中的变化等方面都作了较为详尽 的论述 ,关于气体分离膜方面的文献还很多[628] ,这里不再赘 述。 11 31 2 超滤膜
第9期
颜善银等 :聚酰亚胺膜的应用研究进展
·27 ·
性剂的乳状液分离试验研究 。研究结果表明 : 在操作压力为 01 1M Pa ,单 皮 层 PEI/ PV P 中 空 纤 维 超 滤 膜 通 量 为 321 6 ～ 591 4L/ (m2 ·h) ,表面活性剂脱除率为 761 1 %～781 3 % ,总有 机碳脱除率为 911 0 %～921 5 % ,油脱除率大于 991 0 % ,而且 透过液是完全透明的 。
Functio nal Molecules , Hubei U niver sit y ,Wuhan 430062)
Abstract The applications of polyimide ( PI) membranes in recent years were reviewed. The applicatio ns of PI
随着科学技术的发展 ,PI 薄膜的应用范围已经大为扩大 , 除了第 1 个进入产业化的 PI 绝缘膜及作为电磁线的绝缘涂 层外 ,柔性印刷线路板用的各种 PI 覆铜箔已经成为巨大的产 业 ,每年正以 10 %的速度增长[1] 。
柔性覆铜板 ( FCCL) 是生产柔性印刷电路板的基本材料 , 按产品结构不同 ,目前 FCCL 有三层 FCCL 和二层 FCCL 。二 层 FCCL 用的 PI 树脂主要有全芳香型 、醚酮型 、双酚 (砜) A 型 、芳香酯型 、混合型的 PI 树脂五类[2] 。
李国民[12213] 等采用季胺盐四丁基胺萘磺酸盐 (BAN) 同 PI 共混改性的方法 ,适当提高 PI 的亲水性 ,并同 PI 中空纤维 膜组件在除湿性能上进行了对比 ,取得了很好的实验结果 。 随着研究的深入 ,他们[14] 还发现 ,改性膜的吸水性和水蒸汽渗 透性随着 BAN 含量的增加而显著增加 ,除湿性能随着膜中 BAN 含量和气体吹扫比的增加而增加 。 11 31 4 渗透汽化膜
11 4 用于质子交换膜
11 41 1 质子交换膜燃料电池用膜 目 前在质子交换膜燃料电池 ( PEM FC) 中广泛采用的质
子交换膜是 Nafio n 膜 ,该膜具有较好的热稳定性 、良好的机械 性能和较高的电导率 。但甲醇渗透率较高 、在高温时电导率 明显下降 、制备工艺复杂 、价格昂贵 ,使其应用受到限制 。为 了克服这些缺点 ,人们开始研究开发新型质子交换膜 ,其中磺 化聚酰亚胺 ( SPI) 膜是人们研究的热点[18221] ,并被看作是很有 发展前途的质子交换膜燃料电池材料 。
membranes as separatio n membrane and p roton exchange membrane were emp hatically int roduced. The develop ment s of PI membranes in f ut ure were also p ro spected.
图 1 SPI 的化学结构[23 ]
含萘及氮杂环结构的新型 PI 具有优越的耐热 、耐化学品 和机械稳定性 ,易于溶液浇铸成膜 ,能够满足燃料电池质子交 换膜材料的需要 。
Yolanda[25 ] 和潘海燕[26] 等采用萘四甲酸二酐 ( N TDA) , Zhang[27] 等用联萘四甲酸二酐 (B TDA) 合成了一种新型的可 用于 P EM FC 的 SPI (图 2) ,对其质子传导率 、水解稳定性和 甲醇透过率等进行了测定 。结果表明 : 基于 B TDA 的 SPI 的 水解稳定性比基于 N TDA 的 SPI 的水解稳定性要好得多 ,这 是因为在酰亚胺环中 ,前者比后者有更低的正电子密度 。
·28 ·
化工新型材料
第 37 卷
郑根稳等[34] 以磺化聚醚酰亚胺 ( SP EI) 和聚醚砜 ( PES) 制 备出了 SPEI/ P ES 共混型质ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ交换膜 ,共混膜较纯 SPEI 膜具 有更高的热稳定性和更低的溶胀性 ,形态结构更为致密 ,这将 有利于降低甲醇的渗透性 。该共混膜有望作为一种新型的 DMFC 用质子交换膜 。
Vol1 37 No1 9 ·26 ·
化 工 新 型 材 料 N EW C H EMICAL MA TERIAL S
第 37 卷第 9 期 2009 年 9 月
聚酰亚胺膜的应用研究进展
颜善银1 陈文求1 杨小进1 陈 川1 徐祖顺1 ,2 易昌凤1 ,2 3
(11 湖北大学材料科学与工程学院 ,武汉 430062 ; 21 湖北大学有机功能分子与应用教育部重点实验室 ,武汉 430062)
Key words polyimide , membrane , application
聚酰亚胺 ( PI) 是分子主链中含有酰亚胺环状结构的高聚 物 ,由于这类高聚物具有突出的耐热性 、优良的机械性能 、电 学性能及化学稳定性能等 ,其各类制品已广泛应用于航空航 天 、电子电工 、光波通讯 、液晶显示 、汽车 、精密仪器以及气体 分离等诸多领域 。
图 2 新型的 SPI 的合成[27 ]
以 PI 为基体进行磺化制备的质子交换膜大都具有导电 性好 、热稳定性高和氧化稳定性较好的优点 ,但水解稳定性相 对较差 。Seo [28] 等制备了一系列基于 SPI 和聚乙二醇二丙烯 酸脂 ( PEGDA) 的半互穿聚合物网络 ( semi2IPN) 膜 ,并将这些 膜同纯的 SPI 膜和商业化可用膜 Nafion117 进行了对比 。研 究发现 ,含 P EGDA 的 semi2IPN 膜的水解稳定性比纯的 SPI 膜的水解稳定性要高 。 11 41 2 直接甲醇燃料电池用膜
Yan Shanyin1 Chen Wenqiu1 Yang Xiaojin1 Chen Chuan1 Xu Zushun1 ,2 Yi Changfeng1 ,2
(11 College of Material s Science and Engineering , Hubei U niver sit y ,Wuhan 430062 ; 21 Minist ry2of2Educatio n Key Labo ratory for t he Synt hesis and Applicatio n of Organic
Ren[11] 等用 B TDA2TDI/ MDI 共聚 PI 制备了中空纤维超 滤膜 ,并研究了共聚 PI 铸膜液的热力学和流变学对中空纤维 超滤膜的性能和形态的影响 。 11 31 3 空气除湿用膜
空气除湿技术在现代工业生产 、医疗卫生 、日常生活中有 着广泛的应用 。利用膜法除湿既节能又无污染 ,同时设备简 单 ,产品气露点低 。
11 2 用于微电子和航空领域的无色透明薄膜
无色透明 PI 薄膜广泛应用于微电子及光电子等高技术 领域 。刘金刚[3] 等分别采用对称结构和不对称结构的两种联
苯型二酐单体与含氟芳香族二胺通过两步缩聚法制备了两种 PI 薄膜 。一系列性能研究结果表明 ,不对称化结构在保持了 PI 固有优良耐热性能 、力学性能以及介电性能的同时 ,显著提 高了其在可见光范围内的透明性 ,该薄膜优良的综合性能使 其在光通讯领域内有着广泛的应用前景 。Yang[4] 等制备了可 用于微电子和航空航天领域的高光学透明性 PI 膜 , Suzuki[5] 等制备了可用于光波导材料的透明 PI 膜 。