含氟聚酰亞胺特別是含三氟甲基聚酰亞胺因具有極好的溶解性、低介電常數、高度光學透明性、較好的耐熱性和力學性能等特點引起研究者越來越多的研究興趣?;鶊F的引入增加了聚酰亞胺主鏈的空間位阻,降低了分子鏈間的相互作用,增強了分子鏈柔韌性;其次,基團的引入可以破壞聚酰亞胺的結構規(guī)整性,降低分子結晶性,使其具有良好的溶解性能,改善了傳統(tǒng)聚酰亞胺材料難溶、難以成型加工的缺點。 基團固有的憎水性能以及C-F鍵之間較低的摩爾極化率能進一步降低聚酰亞胺材料的介電常數;此外,F原子的半徑小、電負性大,使之具有較強的吸電子作用以及電子誘導作用,有效阻止了聚合物分子鏈內電荷轉移絡合物的形成,從而提高其光學性能。含三氟甲基聚酰亞胺的一系列優(yōu)異性能使其在低介電性材料、光學裝置、波導材料、氣體分離膜和溶劑分離等領域具有廣泛的應用。
不同結構三氟甲基基團對聚酰亞胺性能F3C CF,的影響側重點不一致,3F基團能夠增加聚合物的自由體積,因此能增加其對氣體的吸收并提高其介電性能;6F基團在不改變聚合物熱穩(wěn)定性的同時可以增強聚合物溶解性。隨著F原子的增加,含9F基團聚合物的光學性能得到很大改善。含三氟甲基單體的合成比較困難,是制備含三氟甲基聚酰亞胺的關鍵步驟。含三氟甲基二酐單體的制備由于合成過程的復雜性和可用原料種類少限制了其發(fā)展。目前合成二酐單體的一般過程是由含一CF。基團原料開始,經過偶聯、氧化、水解及酸酐化等一系列反應得到產物。
合成二胺單體常用的方法是“兩步法”:首先,通過含三氟甲基酚與鹵代硝基苯或含三氟甲基鹵代硝基苯與二酚的反應制備二硝基化合物;然后利用二硝基化合物還原生成二胺化合物。隨著新型含三氟甲基聚酰亞胺單體的不斷更新,合成方法也在不斷改進。最近,Wang Chenyi等,一甲基苯胺和4一三氟甲基苯甲醛為反應原料,HC1為催化劑,反應溫度調節(jié)到150℃ ,在氮氣保護下一步合成 , 二(4一氨基一3一甲基苯基)一4一三氟甲基甲苯二胺單體,基于此單體合成聚酰亞胺材料具有極好的溶解性、可加工性和光學透明性。