聚（氨酯－酰亞胺）的合成與應(yīng)用研究進(jìn)展Ⅱ.聚（氨酯－酰亞胺）的主要應(yīng)用

周成飛

（北京市射線(xiàn)應(yīng)用研究中心，北京市科學(xué)技術(shù)研究院輻射新材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100015）

聚（氨酯－酰亞胺）的合成與應(yīng)用研究進(jìn)展Ⅱ.聚（氨酯－酰亞胺）的主要應(yīng)用

周成飛

（北京市射線(xiàn)應(yīng)用研究中心，北京市科學(xué)技術(shù)研究院輻射新材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100015）

聚（氨酯－酰亞胺）是結(jié)合了聚氨酯和聚酰亞胺兩種材料的優(yōu)點(diǎn)而發(fā)展起來(lái)的一種新型聚合物材料。作者介紹了聚（氨酯－酰亞胺）的合成技術(shù)，總結(jié)了聚（氨酯－酰亞胺）的主要應(yīng)用。

聚（氨酯－酰亞胺） 合成 應(yīng)用 研究進(jìn)展

（續(xù)前）

2 主要應(yīng)用

2.1 涂料

M ishra等［34］用系統(tǒng)性的三步法合成了一系列聚（氨酯－脲－酰亞胺）涂料。異氰酸酯封端聚氨酯預(yù)聚體是采用聚酯多元醇或聚醚多元醇作軟段、與TDI或IPDI反應(yīng)而成。酰亞胺基團(tuán)是通過(guò)PU預(yù)聚體的NCO端基與PMDA反應(yīng)而導(dǎo)入。研究結(jié)果表明，PUI涂料的相分離與擴(kuò)鏈劑種類(lèi)密切相關(guān)。

圖6 聚（脲－酰亞胺）的合成示意

2.2 泡沫材料

筆者等［35］較早開(kāi)展了PUI泡沫的合成與應(yīng)用研究，并已實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。Sang等［36］也報(bào)道，使用水和正戊烷作發(fā)泡劑，通過(guò)異氰酸酯封端的聚酰亞胺預(yù)聚體與聚醚多元醇反應(yīng)制備了硬質(zhì)PUI泡沫。研究結(jié)果表明，制得的PUI硬泡具有良好的熱穩(wěn)定性和抗壓性能。另外，筆者等還探討了用輻射交聯(lián)［37］和納米增強(qiáng)［38］等方法來(lái)改性PUI泡沫，以進(jìn)一步提高泡沫材料的性能。

2.3 分離膜

葉宏等［39］通過(guò)兩步聚合的方法制備了以聚己二酸乙二醇酯（PEA）為軟段的PUI膜材料，并研究了對(duì)芳烴／烷烴混合物的滲透汽化分離性能，PUI的合成反應(yīng)如圖12所示。結(jié)果表明，PUI膜材料對(duì)芳烴表現(xiàn)出良好的選擇滲透性，對(duì)于苯的濃度為50%的苯／環(huán)己烷混合物分離體系，45℃時(shí)PUI膜的滲透通量為18.6 kg·μm／（m2·h），分離因子為7.3；而對(duì)于苯／正己烷混合物分離體系，滲透通量則為22.4 kg·μm／（m2·h），分離因子為15.2。

圖7 高度支化PUI的合成示意

圖8 HAP的合成示意

圖9 一步法高溫制備羥基功能化聚酰亞胺

2.4 光學(xué)材料

Fengxian Qiu等［40］采用兩步法合成了一種在側(cè)鏈上含偶氮生色基團(tuán)的新型聚氨酯酰亞胺，首先是含偶氮生色基團(tuán)的二異氰酸酯的制備，然后再與4，4′-（六氟異亞丙基）－二酸酐（6FDA）進(jìn)行縮合反應(yīng)。分析測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這一PUI材料表現(xiàn)出較高的熱穩(wěn)定性，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為196℃，5%的熱失重溫度為229℃。類(lèi)似地，朱復(fù)紅等［41］以TDI和分散紅-19（DR-19）合成包含染料發(fā)色團(tuán)的聚氨酯，進(jìn)一步和單體PMDA縮合生成具有光學(xué)性能的聚氨酯－酰亞胺，合成反應(yīng)如圖13所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所制得PUI的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）為194℃，在5%的熱失重溫度為217℃，表明具有很好的熱穩(wěn)定性。

2.5 碳材料

李真等［42］采用聚氨酯酰亞胺 －聚酰亞胺嵌段共聚物制備了炭膜。研究結(jié)果表明，氨基甲酸酯基團(tuán)在200～300℃間分解，酰亞胺基團(tuán)在500～700℃間分解，分別為炭膜貢獻(xiàn)了大孔和微孔，PUI前驅(qū)體的加入能有效降低炭膜的收縮率。

圖10 環(huán)氧改性聚氨酯的合成示意

圖11 PUI復(fù)合材料的合成示意

圖12 PUI的合成示意

圖13 PUI的合成示意

3 結(jié) 語(yǔ)

PUI作為一種結(jié)合了聚氨酯和聚酰亞胺兩者優(yōu)點(diǎn)而發(fā)展起來(lái)的新型聚合物，無(wú)論是合成技術(shù)還是應(yīng)用研究方面，都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。隨著其研究的不斷深入和進(jìn)一步系統(tǒng)化，必然在更多方面獲得更好的應(yīng)用。

（續(xù)完）

參考文獻(xiàn)：

［34］M ishra A K，Chattopadhyay D K，Sreedhar B，et al.FT-IR and XPS atudies of polyurethane-urea-imide coatings［J］.Progress in Organic Coatings，2006，55（3）：231－243.

［35］周成飛，郭建梅，翟彤.聚（氨酯 －酰亞胺）泡沫材料的研究［J］.化工新型材料，2005，33（11）：24－25.

［36］ang X，Chen X，Hou G，et al.Preparation of rigid polyurethane-imide foams［J］.Advanced Materials Research，2011，150－151：1123－1126.

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［38］周成飛.納米增強(qiáng)聚（氨酯－酰亞胺）泡沫的研究.高分子通報(bào)，2014，（2）：54－59.

［39］葉宏，李繼定，林陽(yáng)政，等.聚氨酯脲和聚氨酯酰亞胺膜的制備與滲透汽化芳烴／烷烴分離性能的研究［J］.膜科學(xué)與技術(shù)，2009，29（2）：40－46.

［40］Qiu F，Yang D，Cao G，et al.Synthesis，characterization，thermal stability and thermo-optical properties of poly（urethane-imide）［J］.Sensors and Actuators B.Chemical，2009，135（2）：449－454.

［41］朱復(fù)紅，李輝輝，李國(guó)梁，等.三階非線(xiàn)性光學(xué)材料聚氨酯－酰亞胺的合成研究［J］.化工時(shí)刊，22（3）：14－16.

［42］李真，劉瑾，鄭扣松.聚氨酯酰亞胺－聚酰亞胺嵌段共聚物制備炭膜［J］.新型碳材料，2009，24（2）：178－182.

最新專(zhuān)利

●一種吸濕性聚酯纖維的制備方法和吸濕性聚酯纖維及其應(yīng)用（申請(qǐng)?zhí)朇N201310129277 申請(qǐng)日2013.04.15 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人 東麗纖維研究所（中國(guó)）有限公司）

該發(fā)明公開(kāi)了一種吸濕性聚酯纖維的制備方法及由該方法制得的吸濕性聚酯纖維，該方法為首先由脂肪族二元醇、芳香族二元羧酸或其衍生物、脂肪族二元酸或其衍生物和含金屬磺酸鹽的間苯二甲酸或其衍生物為主要原料制備共聚酯，并在合成共聚酯的過(guò)程中添加醋酸鈉；然后將得到的共聚酯和吸濕性物質(zhì)共混得到吸濕性母粒；最后將得到的吸濕性母粒與普通聚酯進(jìn)行熔融紡絲得到吸濕性聚酯纖維。該方法可以改善紡絲組件的壽命，且所得吸濕性聚酯纖維的吸濕性及色調(diào)優(yōu)良，可廣泛應(yīng)用于內(nèi)衣、運(yùn)動(dòng)衣等衣料領(lǐng)域。

●一種導(dǎo)電聚酯纖維的制造方法（申請(qǐng)?zhí)朇N201210491451申請(qǐng)日2012.11.26 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人：浙江理工大學(xué)）

一種導(dǎo)電聚酯纖維的制造方法，該方法是在聚酯中添加包括ATO導(dǎo)電粉、超導(dǎo)電炭黑、氧化鋅晶須、鈦酸鉀晶須等導(dǎo)電材料，制成導(dǎo)電聚酯；將導(dǎo)電聚酯為皮層與其它聚酯經(jīng)復(fù)合紡絲技術(shù)制成聚酯導(dǎo)電纖維，使纖維的皮層部分含有導(dǎo)電物質(zhì)，這樣使纖維在具有導(dǎo)電特性的同時(shí)，又兼有合成纖維優(yōu)異物理和加工性能，既能大幅度降低聚酯纖維的電阻率，還能提高纖維的斷裂強(qiáng)度。

（蔡秀娣 提供）

Research p rogress on synthesis and app lication of Poly（Urethane-Im ide）s

Ⅱ.Application of Poly（Urethane-Imide）s

Zhou Chengfei
（Beijing Research Center for Radiation Application，Key Laboratory of Radiation Technology and Advanced Materials of Beijing Academy of Science and Technology，Beijing 100015，China）

Poly（urethane-im ide）s is a new polymer mwterial combining the unique properties of polyimide with the excellent properties of the polyurethane.This paper，the synthesis of poly（urethane-imide）s were introduced.The main application of poly（urethane-imide）s were summarized.

poly（urethane）s；synthesis；app lication；research progress

TQ323.7

A

1006-334X（2014）04-0026-05

2014－08－26

周成飛（1958—），男，研究員，主要從事高分子功能材料及其射線(xiàn)改性技術(shù)研究。