由于分子間和分子內(nèi)CTC的存在，傳統(tǒng)的PI薄膜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)具有很強(qiáng)的吸收，顯示出很深的顏色，限制了其在顯示領(lǐng)域的應(yīng)用。 因此，耐高溫?zé)o色透明PI薄膜的制備成為顯示技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一。
從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，選擇具有弱吸電子基團(tuán)的二酐單體和具有弱給電子基團(tuán)的二胺單體，以減少分子鏈之間的電荷轉(zhuǎn)移，從而制備耐高溫?zé)o色透明PI薄膜。
強(qiáng)電負(fù)性基團(tuán)、脂環(huán)結(jié)構(gòu)、大取代基、不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)和剛性非共面結(jié)構(gòu)的引入都有利于無(wú)色透明PI的制備。
這些功能基團(tuán)的引入企業(yè)能夠有效降低知識(shí)分子鏈的有序性和對(duì)稱(chēng)性，從而可以降低PI分子鏈的堆積，一定程度上不斷增大以及分子鏈的空間進(jìn)行自由選擇體積，打亂鏈間的共軛相互作用，從而通過(guò)抑制或減少犯罪分子間或分子內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物的形成，降低PI在可見(jiàn)光區(qū)域的吸收，提升薄膜的透光率。
雖然CTC的作用對(duì)PI的光學(xué)性能不利，但它使分子鏈具有強(qiáng)烈的相互作用，限制了分子鏈的運(yùn)動(dòng)，保證了PI優(yōu)異的熱性能。 對(duì)有利于材料光學(xué)透明性的分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)傾向于在一定程度上降低材料的熱性能，而提高熱性能的結(jié)構(gòu)因素，如剛性芳族結(jié)構(gòu)和高度共軛結(jié)構(gòu)，可能帶來(lái)CTC效應(yīng)。 材料的光學(xué)透明度經(jīng)常受到損害。
一、引入強(qiáng)電負(fù)性基因
強(qiáng)電負(fù)性基團(tuán)在一定程度上能夠降低PI分子鏈的堆積，增大鏈間自由體積，降低分子內(nèi)和分子間電荷轉(zhuǎn)移相互作用，提高PI薄膜的透明度。
由于三氟甲基基團(tuán)具有較強(qiáng)的吸電子能力和較大的自由體積，在PI的結(jié)構(gòu)中引入含氟基團(tuán)可以降低分子內(nèi)和分子間電荷轉(zhuǎn)移相互作用，從而制備無(wú)色透明PI薄膜。
二、引入大取代基因
在PI結(jié)構(gòu)中引入大體積取代基團(tuán)，一方面能夠有效降低鏈間相互作用，增加鏈間距離，從而降低鏈堆積密度，另一方面大體積基團(tuán)可以阻礙電子流動(dòng)和分子鏈間的共軛作用和CTC形成的概率，從而提高材料的透明度和溶解性。同時(shí)大體積取代基團(tuán)的引入不會(huì)破壞分子鏈的剛性，在一定程度上保持了材料的熱性能。
雖然引入大體積取代基團(tuán)可以提高PI薄膜的透光率，但是大部分所得的聚合物薄膜仍然帶有一定的顏色，同時(shí)合成帶有大體積側(cè)基的單體較為困難，這就限制了它們的應(yīng)用。
三、引入脂環(huán)結(jié)構(gòu)
在傳統(tǒng) PI 薄膜中引入環(huán)狀結(jié)構(gòu)可以制備耐高溫透明 PI 薄膜，因?yàn)榄h(huán)狀結(jié)構(gòu)可以破壞芳香 PI 鏈的共軛結(jié)構(gòu)，降低分子鏈間的相互作用力，增加鏈間自由體積可以減少 CTC 的形成，從而提高 PI 薄膜的透明度和溶解性，保持薄膜良好的熱穩(wěn)定性。
介紹了非對(duì)稱(chēng)剛性非共面結(jié)構(gòu)
傳統(tǒng)PI一般企業(yè)具有一定剛性對(duì)稱(chēng)的分子進(jìn)行結(jié)構(gòu)，由于鏈間較強(qiáng)的CTC作用，分子鏈緊密堆積，賦予了PI良好的耐熱性、力學(xué)系統(tǒng)性能和耐溶劑性，但是對(duì)于規(guī)整的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般會(huì)使其溶解性較差，給加工技術(shù)帶來(lái)影響很大發(fā)展問(wèn)題。
在 PI 分子鏈上引入信息不對(duì)稱(chēng)和剛性非共平面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行破壞知識(shí)分子鏈的對(duì)稱(chēng)性，降低數(shù)據(jù)規(guī)整性，增加鏈間自由選擇體積，賦予其良好的溶解性。此外，鏈間的共軛相互作用也會(huì)受到嚴(yán)重破壞，減少了 CTC 的形成，有利于我們制備過(guò)程透明PI薄膜。
五、引入無(wú)機(jī)納米粒子
可聚合無(wú)機(jī)納米粒子的引入是在保持 PI 良好光學(xué)性能的同時(shí)改善其熱性能的一種方法。無(wú)機(jī)納米粒子通常具有剛性的核心結(jié)構(gòu)，這是其改善 PI 熱性能的主要原因，而具有可聚合基團(tuán)的無(wú)機(jī)納米粒子可以均勻地分散在 PI 分子鏈中，可以有效地避免無(wú)機(jī)團(tuán)簇的產(chǎn)生，并可以獲得透明性好的 PI 膜。
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