一类新型的含邻苯二甲腈侧基的高分子量聚酰亚胺的热行为及性能研究

聚酰亚胺（PI）以其突出的性能在航空航天，微电子工业和生物医学等高技术领域，已找到了广泛应用。在环境问题日益突出的今天，可热加工聚酰亚胺(TPI)的开发获得了众多研究者的关注。然而，赋予PI热加工行为的同时，往往也降低了其优异的综合性能。在PI的结构中，引入反应性基团利用其热交联行为提高PI的性能，是解决TPI加工与性能矛盾的一条颇具吸引力的路径。苯乙炔（PE）是目前被研究较多的一类反应性基团。然而PE自由基的交联历程使得PEPI的热交联反应剧烈且热效应大，限制了PI在材料领域中的应用。邻苯二甲腈(CN)基团在高温下可发生加成聚合反应，无小分子释放，热聚合速率可控，热效应小且生成芳杂环交联结构。因此，将CN基团引入TPI的结构中（CNPI），利用其热聚合行为特点，可有望解决TPI加工与性能的矛盾问题。至今为止，尚无公开文献报道该方向的研究。

聚酰亚胺（PI）以其突出的性能在航空航天，微电子工业和生物医学等高技术领域，已找到了广泛应用。在环境问题日益突出的今天，可热加工聚酰亚胺(TPI)的开发获得了众多研究者的关注。然而，赋予PI热加工行为的同时，往往也降低了其优异的综合性能。在PI的结构中，引入反应性基团利用其热交联行为提高PI的性能，是解决TPI加工与性能矛盾的一条颇具吸引力的路径。邻苯二甲腈(CN)基团在高温下可发生加成聚合反应，无小分子释放，热聚合速率可控，热效应小且生成芳杂环交联结构。因此，本项目将CN基团引入TPI的结构中（CNPI），利用其热聚合行为特点，可有望解决TPI加工与性能的矛盾问题。. 为实现该目标，首先要解决一个关键的科学问题：在大分子体系中，CN基团的热聚合行为特征和规律。为此，我们设计了侧链型和主链型的CNPI，研究结果发现：侧链型CNPI可发生热聚合反应，从而提升聚合物的热性能和耐溶剂性，但聚合速率太慢；通过物理和化学方式在CNPI中引入代表性的-OH固化基团，可明显提高其聚合速率；CNPI的玻璃化转变温度/CN 转化率的关系服从DiBenedetto’s 方程，此结果可为深入探讨CNPI的分子结构-分子运动-固化行为的关系规律提供一个重要的契机。主链型CNPI的研究由于单体合成问题，未能如期进行；庆幸的是，我们仍成功合成了主链型含氰基的PI，研究发现PI性能的提升并不能归结于氰基的热聚合反应，此结果预示CNPI的分子设计应以侧链型为主。