傳統(tǒng)PI薄膜由于分子間和分子內(nèi)的CTC相互作用,在可見(jiàn)光范圍內(nèi)具有很強(qiáng)的吸收特性,限制了其在顯示領(lǐng)域的應(yīng)用。因此,制備耐高溫?zé)o色透明PI薄膜已成為顯示技術(shù)發(fā)展中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題之一。
從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā),需選用帶有弱吸電子基團(tuán)的二酐單體和弱給電子基團(tuán)的二胺單體,以降低分子鏈間電荷傳遞作用,從而制備耐高溫?zé)o色透明PI薄膜。
引入強(qiáng)電負(fù)性基團(tuán)、脂肪環(huán)結(jié)構(gòu)、大取代基、不對(duì)稱結(jié)構(gòu)和剛性非共面結(jié)構(gòu)有利于制備無(wú)色透明PI。
這些基團(tuán)的引入可以降低分子鏈的有序性和對(duì)稱性,從而減少PI分子鏈的堆積,在一定程度上增加分子鏈的空間自由體積,破壞鏈間共軛,從而抑制或減少分子間或分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物的形成,減少PI在可見(jiàn)光區(qū)的吸收,提高薄膜的透光率。
雖然CTC作用對(duì) PI 的光學(xué)性質(zhì)不利,但卻可以使得知識(shí)分子鏈間具有強(qiáng)的相互促進(jìn)作用,限制了分子鏈的運(yùn)動(dòng),保證了PI出色的熱性能。有利于提高材料進(jìn)行光學(xué)透明性的分子利用結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)企業(yè)往往我們會(huì)在發(fā)展一定程度上能夠降低建筑材料的熱性能;而增加熱性能的結(jié)構(gòu)影響因素,例如剛性芳香族結(jié)構(gòu)、高度共軛體系結(jié)構(gòu),會(huì)帶來(lái)CTC效應(yīng),往往會(huì)造成損害材料的光學(xué)透明性。
一、引入強(qiáng)電負(fù)性基因
強(qiáng)電負(fù)性能減少PI分子鏈的聚集,增加分子鏈之間的自由體積,減少電荷轉(zhuǎn)移相互作用,提高 PI 薄膜的透明度。
由于三氟甲基具有很強(qiáng)的吸電子能力和很大的自由體積,在PI的結(jié)構(gòu)中引入含氟基團(tuán)可以減少分子內(nèi)和分子間的電荷轉(zhuǎn)移相互作用,從而制備出無(wú)色透明的PI薄膜。
二、引入大取代基因
一方面,在 PI 結(jié)構(gòu)中引入大體積取代基可以有效地減少鏈間相互作用,增加鏈間距,從而降低鏈堆積密度; 另一方面,體積基可以阻礙電子流動(dòng)和分子鏈之間的共軛以及 CTC 的形成概率,從而提高材料的透明度和溶解度。同時(shí),大體積取代基的引入不會(huì)破壞分子鏈的剛性,在一定程度上保持材料的熱性能。
雖然大體積取代基的引入可以提高PI薄膜的透過(guò)率,但得到的聚合物薄膜大多仍具有一定的顏色,并且難以合成帶有大體積側(cè)基的單體,限制了其應(yīng)用。
三、引入脂環(huán)結(jié)構(gòu)
在傳統(tǒng)PI中引入脂環(huán)結(jié)構(gòu)分析可以直接用來(lái)進(jìn)行制備具有耐高溫?zé)o色透明PI薄膜,這是企業(yè)由于脂環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠通過(guò)破壞芳香族PI鏈段上的共軛體系結(jié)構(gòu),降低知識(shí)分子鏈間的相互影響作用力,增大鏈間自由體積,減少CTC的形成,從而不斷提升PI薄膜的透明性和溶解度,同時(shí)也可以有效維持薄膜提供良好的耐熱穩(wěn)定性。
介紹了非對(duì)稱剛性非共面結(jié)構(gòu)
傳統(tǒng)的PI一般具有剛性和對(duì)稱的分子結(jié)構(gòu)。由于鏈間強(qiáng)烈的CTC效應(yīng),分子鏈緊密堆積,賦予PI良好的耐熱性、力學(xué)性能和耐溶劑性。但規(guī)整的結(jié)構(gòu)一般使其溶解性較差,給加工帶來(lái)很大問(wèn)題。
非對(duì)稱剛性非共面結(jié)構(gòu)的引入破壞了 PI 分子鏈的對(duì)稱性,降低了分子鏈的規(guī)則性,增加了分子鏈之間的自由體積,使其具有良好的溶解性。
此外,鏈間的共軛作用也會(huì)受到破壞,減少了CTC的形成,有利于制備透明PI薄膜。
五、引入無(wú)機(jī)納米粒子
引入可聚合的無(wú)機(jī)納米粒子系統(tǒng)也是作為一種在維持 PI 良好學(xué)習(xí)光學(xué)技術(shù)性能的同時(shí),提高其熱性能的方法。無(wú)機(jī)納米粒子進(jìn)行一般企業(yè)具有一定剛性的內(nèi)核空間結(jié)構(gòu),這是它提高PI熱性能的主要問(wèn)題原因,而帶有可聚合基團(tuán)的無(wú)機(jī)納米粒子,能夠更加均勻分布分散在 PI 分子鏈中,有效方式避免了無(wú)機(jī)物的團(tuán)簇,有利于學(xué)生得到透明性以及良好的PI薄膜。