经过分子工程设计的萘基聚醚酰亚胺,具有优异的耐碱腐蚀性能

《ACS Applied Polymer Materials》:Molecularly Engineered Naphthalene-Based Poly(ether imide)s with Excellent Alkaline Corrosion Resistance

【字体: 时间:2025年10月30日 来源:ACS Applied Polymer Materials 4.7

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  研究开发出含萘环聚醚酰亚胺材料,通过简易工艺获得优异性能,热稳定性(Tg升至279℃)、机械强度(拉伸强度118MPa)、耐碱性(碱处理24h保留78%机械性能)及介电性能(介电常数2.85-2.97)突出,理论计算表明萘环通过刚性结构和空间位阻提升性能。

  
摘要图片

本研究通过一种简单且成本效益高的制备工艺,开发出一类含有萘结构的聚醚酰亚胺(PEI),这些材料具备优异的综合性能。这类PEI在间甲酚、N-甲基吡咯烷酮和氯仿中的溶解性非常好,同时具有更高的耐热性(玻璃化转变温度从223°C提高到279°C)。其拉伸强度从72 MPa提升至118 MPa,杨氏模量从1.2 GPa增加到2.2 GPa,断裂伸长率也超过了12%。此外,该材料还具有较低的水吸收率(<1.3%)、出色的耐碱性(在85°C、10 wt% NaOH水溶液中浸泡24小时后,机械性能保留率从4%提高到78%),以及良好的介电性能(介电常数:2.85–2.97,介电损耗:0.005–0.006)。密度泛函理论计算和分子动力学模拟揭示了萘环在增强链刚性、打破分子平面性以及通过空间位阻阻碍亲核攻击从而提高耐水解性方面的作用机制。这项工作为先进微电子技术和极端环境应用提供了分子设计策略。

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