摘要: 聚酰亚胺(PI)薄膜是一类各方面性能都很优异的工程塑料，以其优异的机械、电气、耐高温和耐溶剂等性能被广泛应用于航空航天、微电子、液晶、激光和信息产业等领域，又因其在化学合成上的显著特性，使其具有很大的发展潜力和相当广阔的应用前景。当前... 展开 聚酰亚胺(PI)薄膜是一类各方面性能都很优异的工程塑料，以其优异的机械、电气、耐高温和耐溶剂等性能被广泛应用于航空航天、微电子、液晶、激光和信息产业等领域，又因其在化学合成上的显著特性，使其具有很大的发展潜力和相当广阔的应用前景。当前PI薄膜的研究热点之一是开发具有相关功能型的样品来拓宽其应用领域。酞菁类化合物是一类结构特殊、性能稳定、具有大环共轭体系的化合物，同时由于具有热、化学稳定性、光电特性等相关性能引起了人们的广泛兴趣，在有机太阳能电池、静电复印感光鼓、非线性光学材料及显示光敏层等方面具有很大的应用前景，尤其是大环化合物的光电性质，主要因其在可见光区域内不仅吸收范围宽而且吸收系数大。但由于小分子酞菁容易自聚，为了更好的对其研究，在不破坏酞菁本身性质的基础上，能更大的发挥它独有的特性，需要将其与一些优异的聚合物相结合。而PI薄膜相比于无机薄膜，其机械强度比较大;而对于有机薄膜（如聚乙烯膜）来说，它的耐热性能又比较高，所以利用PI作为基体来制备复合薄膜，此复合薄膜既能保持酞菁的光学、抗静电和热稳定性能，又能利用PI薄膜的机械性能等。 本文以PI薄膜为基体，酞菁功能基团为填料，分别采用苯酐-尿素、共混改性、表面改性等方法，制备出了相应的酞菁功能基团及具有光学和电学特性的复合薄膜，具体内容如下: (1)酞菁的功能基团，采用苯酐-尿素法制备酞菁铜(CuPc)，考察了合成CuPc的最优物料配比c(苯酐）∶c（尿素）∶c（二水氯化铜）=1∶6∶0.3，催化剂用量0.4g，由于温度对反应的影响，故选择低温段(140℃)恒温时间3h，高温段(240℃)恒温时间4h，此时CuPc的收率可达到70％。用均酐代替上述反应中的苯酐，通过固相法合成出双核酞菁铜(Bi-CuPc)，通过傅立叶红外(FT-IR)和紫外可见光谱(UV-Vis)等分析手段，表征酞菁特征基团和在可见光范围的吸收波长，最大吸收波长在680nm，为论文的下一步CuPc/PI复合薄膜的制备提供原料准备。将苯酐用硝基苯酐代替，通过固相法合成出氨基酞菁铜（CuPc-NH2），通过FT-IR和UV-Vis等分析手段来表征CuPc-NH2性能，为论文的下一步化学反应封端聚酰亚胺复合薄膜的制备提供原料准备。 (2)通过共混改性法制备CuPc/PI、Bi-CuPc/PI复合薄膜，考察了复合薄膜的亚胺化程度、力学性能、热稳定性能、光学性能及抗静电性能。实验结果表明:CuPc及Bi-CuPc的加入并没有影响复合薄膜的亚胺化程度;两种填料含量较低时，可在PI基体内分散均匀，界面良好的结合。随着含量的增加，复合薄膜的拉伸强度呈现先增加后减少的趋势，而弹性模量显著上升。添加CuPc和Bi-CuPc可以有效的改善复合薄膜的尺寸稳定性，随着CuPc和Bi-CuPc含量的增加，复合薄膜的热膨胀系数(CTE)整体呈现下降的趋势，而复合薄膜的玻璃化温度（Tg）在354-360℃之间，具有良好的热稳定性。掺杂CuPc和Bi-CuPc的复合薄膜在可见光区400-780nm处有较强的吸收，最大吸收波长分别在680nm和718nm处。随着CuPc和Bi-CuPc含量的增加，复合薄膜的表面电阻率的数量级呈现下降的趋势，当填料含量分别达到7％时，数量级分别达到1011和1010，此时抗静电效果良好。 (3)采用表面改性法制备PI封端的复合薄膜，考察了相对分子质量不同的复合薄膜的亚胺化程度、力学性能、尺寸稳定性及光学性能。实验结果表明:复合薄膜的力学性能优良，随着相对分子质量的增加，复合薄膜的拉伸强度和弹性模量呈现上升的趋势。复合薄膜在可见光区400-780nm处有较强的吸收，最大吸收波长在616nm处，吸收系数较好。复合薄膜具有较好的尺寸稳定性，随着封端相对分子质量的增加，复合薄膜的CTE整体呈现下降的趋势。由热重(TG)分析可知，CuPc-NH2封端的聚酰亚胺在380℃不分解，具有较好的热分解温度。采用表面改性处理PI薄膜，在其表面进行氢氧化钠碱液水解，盐酸酸化，后通过涂覆CuPc/PAA复合溶液，考察它在可见光区400-780nm处的吸收，实验结果表明其最大吸收波长在688nm处，对应吸收系数最大。 收起