具有脂环结构的高透明性聚酰亚胺的分子设计、结构与性能

本课题计划对具有脂环结构的半芳香性聚酰亚胺的化学制备方法以及结构与性能的关系进行系统研究。从分子水平上设计并合成系列新型含氟、含砜芳香二胺单体，与不同结构的脂环二酐单体反应制备具有脂环结构的半芳香性聚酰亚胺；研究含氟基团、砜基以及脂环结构对单体反应活性的影响，探索高分子量半芳香性聚酰亚胺的制备方法；考察聚合物的结构与其光学性能、耐热性能、尺寸稳定性、力学性能、以及阻氧阻水气性之间的相互关系；通过密度泛函法对模型化合物的立体构型和分子轨道能量计算，从根本上揭示聚合物的结构对光学性能的影响规律，从而掌握综合性能优异的高透明性聚酰亚胺的分子设计与化学制备方法；在此基础上，将二氧化硅等纳米粒子引入制备复合薄膜，研究纳米粒子的引入对材料性能的影响，寻找在保证材料光学透明性的同时提高其耐热性和尺寸稳定性的有效途径。研究工作的开展将为开发新一代柔性显示器基板用高透明性聚合物材料奠定坚实的基础。

近年来光电显示器件的发展呈现出轻质化、大型化、超薄化和柔性化的趋势，有机聚合物材料由于具有透明、柔韧、质轻、可适于卷绕式生产工艺等优点，已成为新一代柔性光电封装基板材料的首选。本课题以发展高透明性耐高温聚酰亚胺基板材料为目标，对具有脂环结构的半芳香性聚酰亚胺的化学制备方法以及结构与性能的关系开展了系统深入的研究。从分子水平上设计并合成了系列新型含氟、含砜芳香二胺单体，与不同结构的脂环二酐单体反应成功制备了具有高分子量的系列半芳香性聚酰亚胺，系统研究了含氟基团、砜基和脂环结构的引入对聚合物光学性能、耐热性能、尺寸稳定性、力学性能、以及阻氧阻水气性的影响规律，并通过密度泛函法对模型化合物的立体构型和分子轨道能量计算，从根本上揭示了聚合物的结构与其光学性能之间的关系，从而掌握了综合性能优异的高透明性聚酰亚胺的分子设计与化学制备方法；在此基础上，考察了二氧化硅纳米粒子的引入对材料性能的影响，掌握了在保证材料光学透明性的同时提高其耐热性和尺寸稳定性的方法。研究工作为开发具有我国自主知识产权的新一代柔性显示器基板用高透明性聚合物材料奠定了坚实的基础。