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第0章 绪论1

0.1 聚酰亚胺的性能2

0.2 合成上的多途径3

0.3 聚酰亚胺的加工4

0.4 聚酰亚胺的应用5

0.5 展望6

第一编 化学编11

第1章 聚酰亚胺的合成方法11

1.1 聚合过程中或在大分子反应中形成酰亚胺环的合成方法11

1.1.1 由二酐和二胺反应形成聚酰亚胺11

1.1.2 由四元酸和二元胺反应形成聚酰亚胺12

1.1.3 由四酸的二元酯和二胺反应获得聚酰亚胺12

1.1.5 邻位二碘代芳香化合物和一氧化碳在钯催化下与二胺反应转化为聚酰亚胺13

1.1.4 由二酐和二异氰酸酯反应获得聚酰亚胺13

1.1.6 由酯基或酰胺基的邻位碘代物在钯催化下与一氧化碳反应得到聚酰亚胺14

1.1.7 用界面聚合合成聚酰亚胺14

1.1.8 由二酐的二氰基甲叉衍生物与二胺在低温下反应生成聚酰亚胺15

1.1.9 由聚异酰亚胺转化为聚酰亚胺16

1.1.10 以N-三甲基硅化二胺和二酐反应合成聚酰亚胺16

1.1.11 由二酐和二脲反应合成聚酰亚胺18

1.1.12 由聚氰基酰胺合成聚亚胺酰亚胺18

1.1.13 由萘二酐和肼及其他二酐得到聚酰亚胺19

1.1.14 由二硫酐与二胺合成聚酰亚胺20

1.2 以带酰亚胺环的单体缩聚获得聚酰亚胺21

1.2.1 以双卤代酞酰亚胺或双硝基酞酰亚胺合成聚酰亚胺21

1.2.2 用酰亚胺交换反应获得聚酰亚胺22

1.2.3 由带酰亚胺环的二卤化物与二硼酸化合物在钯催化剂作用下缩聚得到聚酰亚胺23

1.2.4 由四酰二亚胺的碱金属化合物与二卤代物反应获得聚酰亚胺24

1.2.5 用Diels-Alder反应合成线型聚酰亚胺24

1.3 含非环状酰亚胺结构的聚合物的合成29

参考文献32

第2章 由聚酰胺酸合成聚酰亚胺34

2.1 聚酰胺酸的合成34

2.1.1 概述34

2.1.2 二酐和二胺的活性36

2.1.3 聚酰胺酸与溶剂的复合物39

2.1.4 形成聚酰胺酸的反应动力学39

2.1.5 聚酰胺酸的异构化40

2.1.6 聚酰胺酸的降解过程42

2.1.7 在其他溶剂中合成聚酰胺酸45

2.1.8 聚酰胺酸盐48

2.2 聚酰胺酸的酰亚胺化49

2.2.1 聚酰胺酸的热酰亚胺化49

2.2.2 聚酰胺酸的化学环化，异酰亚胺的生成58

2.2.3 聚异酰亚胺异构化为聚酰亚胺66

2.2.4 酰亚胺化条件对聚酰亚胺性能的影响69

2.3 由二酐或四酸和二胺一步合成聚酰亚胺73

2.4 合成聚酰亚胺过程中各个种的测定75

2.4.1 红外光谱75

2.4.2 1H NMR76

2.4.3 13C NMR77

2.4.4 15N NMR78

2.4.5 19F NMR79

参考文献80

第3章 由聚酰胺酯合成聚酰亚胺87

3.1 二酸二酯的合成及其异构体87

3.1.1 二酸二酯的合成87

3.1.2 异构的二酸二酯和聚酰胺酸88

3.1.3 醇中水分对于二酐酯化的影响92

3.2 二酸二酯与二胺的反应94

3.3 聚酰胺酯（酰胺）的合成95

3.4 聚酰胺酯的热酰亚胺化99

参考文献105

4.1.1 硝基苯酐和硝基酞酰亚胺的合成107

4.1 由硝基酞酰亚胺合成二酐和聚酰亚胺107

第4章 以硝基苯酐或卤代苯酐为原料合成二酐及聚酰亚胺107

4.1.2 由硝基酞酰亚胺合成二酐108

4.1.3 由双（硝基酞酰亚胺）合成聚醚酰亚胺110

4.2 氯代苯酐合成路线的评述113

4.3 由邻二甲苯合成氯代苯酐117

4.3.1 邻二甲苯的氯代和单氯代物的分离117

4.3.2 氯代邻二甲苯的氧化及氧化产物的捕集118

4.3.3 粗氯代苯酐异构体的分离119

4.3.4 3-氯代苯酐合成120

4.4 由氯代苯酐合成各种二酐120

4.4.1 联苯二酐120

4.4.2 二苯醚二酐121

4.4.4 硫醚类二酐122

4.4.3 二醚二酐122

4.5.1 双（氯代酞酰亚胺）的合成124

4.5.2 由双（氯代酞酰亚胺）合成聚醚酰亚胺124

4.5 由氯代苯酐直接合成聚酰亚胺124

4.5.3 由双（氯酞酰亚胺）合成聚硫醚酰亚胺126

4.5.4 由双（氯代酞酰亚胺）与二氯二苯砜或二氯二苯酮与Na2S作用得到的共聚酰亚胺126

4.5.5 由镍催化耦合制备联苯型聚酰亚胺127

4.6 硝基酞酰亚胺路线和氯代苯酐路线的比较129

参考文献130

第5章 聚酰亚胺的交联132

5.2 PMR型聚酰亚胺134

5.2.1 概论134

5.1 双马来酰亚胺（BMI）134

5.2.2 四酸的三元酯和四元酯与胺的反应135

5.2.3 PMR体系的固化138

5.3 带炔基的酰亚胺齐聚物146

5.3.1 以乙炔基封端的酰亚胺齐聚物146

5.3.2 以苯炔基封端的酰亚胺齐聚物148

5.3.3 其他芳炔基封端的酰亚胺齐聚物152

5.4 由苯并环丁烯作为活性端基153

5.5 其他热固性聚酰亚胺154

5.5.1 由烯丙基降冰片烯封端的聚酰亚胺154

5.5.2 以2,2-对环芳烃（2,2-paracyclophane）封端的聚酰亚胺154

5.5.3 以二苯撑封端的聚酰亚胺154

5.5.4 基于三聚成环概念的活性基团154

5.5.5 苯基三氮烯155

参考文献156

第6章 由双马来酰亚胺及其衍生物得到的聚酰亚胺158

6.1 双马来酰亚胺（BMI）158

6.1.1 双马来酰亚胺的合成158

6.1.2 BMI的均聚164

6.1.3 BMI与二胺的共聚-Michael加成反应之一165

6.1.4 BMI与硫化氢或二巯基化合物的共聚-Micheal加成反应之二168

6.1.5 BMI与双酚的共聚-Micheal加成反应之三170

6.1.6 BMI与双氨腈化合物的共聚-Micheal加成反应之四171

6.1.7 BMI和烯丙基化合物的共聚物172

6.1.8 BMI的Diels-Alder共聚物173

6.1.9 BMI和环氧树脂的共聚物173

6.1.10 BMI-苯并环丁烯的共聚物174

6.1.11 BMI与乙烯化合物的共聚175

6.1.12 BMI的其他共聚物177

6.2 双（衣康酰亚胺）和双（柠康酰亚胺）178

参考文献184

第7章 聚酰亚胺的分解187

7.1 聚酰亚胺的热和热氧化分解187

7.1.1 聚酰亚胺的热分解和热氧化分解188

7.1.2 聚酰亚胺炭化产物201

7.2 聚酰亚胺的水解205

7.3 聚酰亚胺的辐射分解207

7.3.1 光分解208

7.3.2 高能辐照分解210

参考文献215

7.4 聚酰亚胺的其他分解反应215

第二编 结构与性能的关系221

第8章 聚酰亚胺的结构与性能关系概论221

8.1 聚酰亚胺的分子结构221

8.1.1 几种典型的酰亚胺单元的结构参数221

8.1.2 各种连接基团的平均键长（A）和键角221

8.1.3 分子间和分子内的作用力223

8.2 耐热性224

8.3 热稳定性229

8.4 溶解性232

8.4.1 引入含氟、硅、磷的基团或羟基233

8.4.2 引入“圈”形结构234

8.4.3 引入侧基236

8.4.4 使大分子链弯曲237

8.4.5 引入脂肪结构238

8.5 力学性能239

8.6 光学性能239

8.7 电学性能244

参考文献247

第9章 异构的聚酰亚胺249

9.1 由异构的二酐得到的聚酰亚胺250

9.1.1 异构二酐的合成251

9.1.2 MPDA与二胺的反应263

9.1.3 环状聚酰亚胺的生成265

9.1.4 由异构二酐得到的聚酰亚胺的溶解性能265

9.1.5 由异构二酐得到的聚酰亚胺的热性能272

9.1.6 由异构二酐得到的聚酰亚胺的机械性能277

9.1.7 由异构二酐得到的聚酰亚胺的流变性能279

9.1.8 由异构二酐得到的聚酰亚胺的气体透过性能281

9.1.9 由异构二酐得到的聚酰亚胺的透光性能282

9.2 由异构的二胺得到的聚酰亚胺283

9.2.1 由异构二胺得到的聚酰亚胺的溶解性能284

9.2.2 由异构二胺得到的聚酰亚胺的热性能286

9.2.3 由异构二胺得到的聚酰亚胺的机械性能289

9.2.4 由异构二胺得到的聚酰亚胺的相对介电常数290

9.2.5 由异构二胺得到的聚酰亚胺的气体分离特性290

9.3 手性聚酰亚胺292

9.4 结论298

参考文献299

第10章 含氟聚酰亚胺302

10.1 含氟聚酰亚胺的性能特点302

10.2 主链上含有全氟脂肪链的聚酰亚胺304

10.3 含三氟甲基及六氟丙基的聚酰亚胺306

10.4 芳核上的氢被氟所取代的聚酰亚胺311

10.5 含氟代脂肪侧链的聚酰亚胺314

10.6 全氟聚酰亚胺316

10.7 含氟聚酰亚胺的应用317

参考文献318

第11章 含硅聚酰亚胺319

11.1 主链上含硅的聚酰亚胺319

11.1.1 由含硅的二胺合成的聚酰亚胺319

11.1.2 由含硅的二酐合成的聚酰亚胺331

11.2 侧链上含硅的聚酰亚胺335

11.3 含POSS的聚酰亚胺338

参考文献343

第12章 含磷聚酰亚胺344

12.1 含磷单体的合成344

12.1.1 磷的氧化物类单体344

12.1.2 膦腈类单体347

12.2 含磷聚酰亚胺的性能349

12.3 含磷聚酰亚胺的应用360

参考文献361

13.1 由脂肪二胺和芳香二酐合成的聚酰亚胺363

13.1.1 由含脂肪链的二胺和芳香二酐合成的聚酰亚胺363

第13章 含脂肪单元的聚酰亚胺363

13.1.2 由含脂环二胺与芳香二酐得到的聚酰亚胺368

13.1.3 由带螺环二胺合成的聚酰亚胺372

13.1.4 由含圈形结构的二胺合成的聚酰亚胺374

13.2 由脂肪二酐和芳香二胺合成的聚酰亚胺378

13.2.1 由含脂肪链的二酐和芳香二胺合成的聚酰亚胺378

13.2.2 由含脂环的二酐和芳香二胺合成的聚酰亚胺380

13.2.3 由含螺环的二酐合成的聚酰亚胺391

13.2.4 由带圈形结构的二酐合成的聚酰亚胺395

13.3 由脂肪二酐和脂肪二胺合成的全脂肪聚酰亚胺398

参考文献405

第14章 含六元酰亚胺环的聚合物408

14.1 萘的六元环酐与伯胺反应形成酰亚胺的过程408

14.2 含六元酰亚胺环的聚合物413

参考文献420

第15章 液晶聚酰亚胺421

15.1 “纯粹”的液晶聚酰亚胺421

15.2 液晶聚酯酰亚胺421

15.3 液晶聚碳酸酯酰亚胺429

15.4 液晶聚酰胺酰亚胺431

15.5 含醚链的液晶聚酰亚胺433

15.6 侧链液晶聚酰亚胺434

15.7 液晶聚酰胺酯435

参考文献436

第16章 树枝状及超枝化聚酰亚胺438

16.1 枝化度的测定438

16.2 树枝状聚酰亚胺439

16.3 超枝化聚酰亚胺444

16.4 结束语463

参考文献464

第17章 共聚酰亚胺和聚酰亚胺共混物465

17.1 共聚酰亚胺465

17.1.1 交替共聚酰亚胺465

17.1.2 嵌段共聚酰亚胺472

17.2 聚酰亚胺共混物475

17.2.1 聚酰亚胺与聚酰亚胺的共混物476

17.2.2 聚醚酰亚胺与聚醚酮的共混物482

17.2.3 聚酰亚胺与聚醚砜的共混物488

17.2.4 互穿网络聚酰亚胺489

17.2.5 聚酰亚胺与液晶聚合物（LCP）的共混物497

17.2.6 聚酰亚胺与聚苯并咪唑的共混物501

17.2.7 聚酰亚胺与聚苯胺的共混物503

参考文献504

第三编 材料编509

第18章 薄膜509

18.1 影响薄膜性能的诸因素509

18.1.1 化学结构的影响510

18.1.2 溶剂的影响512

18.1.3 干燥条件的影响514

18.1.4 牵伸的影响515

18.1.5 酰亚胺化条件的影响517

18.1.6 聚酰亚胺与基底的黏结性523

18.2 聚酰亚胺薄膜和柔性覆铜板的制造524

18.3 有关薄膜及覆铜板的性能指标526

18.4 商品聚酰亚胺薄膜527

18.4.1 Kapton薄膜528

18.4.2 Apical薄膜531

18.4.3 Upilex薄膜531

18.4.4 热塑性聚酰亚胺薄膜533

18.5 气相沉积成膜方法533

参考文献535

第19章 高性能工程塑料537

19.1 对作为工程塑料的聚酰亚胺的基本要求537

19.1.1 耐热性537

19.2.1 Vespel聚酰亚胺538

19.2 热塑性聚酰亚胺工程塑料538

19.1.3 结晶性538

19.1.2 可加工性538

19.2.2 Ultem聚醚酰亚胺541

19.2.3 Torlon聚酰胺酰亚胺542

19.2.4 UPIMOL聚酰亚胺545

19.2.5 Aurum聚酰亚胺546

19.2.6 Ratem（雷泰）聚酰亚胺549

19.2.7 YHPI聚醚酰亚胺551

19.2.8 GCPI聚酰亚胺552

19.2.9 由3,4′-BPDA得到的聚酰亚胺554

19.2.10 其他热塑性聚酰亚胺556

19.3.1 PMR-15和PMR-Ⅱ559

19.3 热固性聚酰亚胺工程塑料559

19.3.2 Kinel560

19.3.3 YHPI-C-01560

参考文献561

第20章 泡沫材料562

20.1 主链酰亚胺泡沫材料562

20.2 侧链酰亚胺泡沫材料——聚甲基丙酰亚胺（PMI）565

20.3 纳米泡沫材料566

参考文献570

第21章 聚酰亚胺纤维571

21.1 由聚酰胺酸溶液纺得的纤维573

21.2 由聚酰亚胺溶液纺得的纤维577

21.3 由熔融法纺得的聚酰亚胺纤维585

21.4 聚酰亚胺纤维的最近进展586

参考文献589

第22章 以聚酰亚胺为基体树脂的先进复合材料590

22.1 概论590

22.1.1 先进复合材料发展的推动力590

22.1.2 适合于超音速客机使用的先进复合材料592

22.2 以双马来酰亚胺为基体树脂的复合材料593

22.3 PMR-15复合材料599

22.3.1 PMR-15预浸料的制备599

22.3.2 PMR-15复合材料的制备600

22.3.3 PMR-15复合材料的性能601

22.3.4 PMR-15复合材料的缺点605

22.4 其他PMR复合材料607

22.4.1 PMR-15的变种607

22.4.2 LaRC-160608

22.4.3 由ODPA和BPDA代替BTDA的PMR聚酰亚胺竖直及复合材料610

22.4.4 PMR-II610

22.4.5 LaRC-RP46611

22.4.6 AFR-700B612

22.4.7 V-CAP612

22.5 以热塑性聚酰亚胺为基体树脂的复合材料613

22.5.1 Skybond/Pyralin613

22.5.2 Avimid KIII614

22.5.3 Avimid N614

22.5.4 LaRC-TPI615

22.5.5 Matrimid 5218616

22.5.6 LaRC-8515616

22.5.7 LaRC-IA618

22.5.8 LaRC-CPI620

22.5.9 LaRC-SCI621

22.5.10 LaRC-SI622

22.5.11 IM7/LaRC-ITPI624

22.5.12 聚醚酰亚胺625

22.5.13 聚酰胺酰亚胺626

22.6 用以乙炔封端的聚酰亚胺为基体树脂基的复合材料626

22.7 以苯炔基封端的聚酰亚胺为基体树脂的复合材料627

22.7.1 PETI628

22.7.2 PPEI628

22.7.3 PTPEI630

22.7.4 以PERA-1作为PETI-5的活性添加剂的树脂631

22.7.5 LaRC MPEI-1634

22.7.6 可以进行RTM加工的PETI类树脂636

22.7.7 以2,3,3′，4′-联苯二酐为基础的基体树脂639

22.8 聚酰亚胺复合材料的湿热效应（hygrothermal effects）642

参考文献645

第23章 黏合剂647

23.1 聚酰亚胺对聚合物的黏合647

23.2 聚酰亚胺对无机基底的黏合651

23.3 聚酰亚胺对金属的黏合652

23.3.1 印刷线路板用的黏合剂652

23.3.2 高温结构胶黏剂657

23.4 黏合促进剂668

参考文献669

24.1 聚酰亚胺气体分离膜671

第24章 聚酰亚胺分离膜671

24.1.1 均质膜的气体分离原理672

24.1.2 对聚合物的气体透过性能的预测672

24.1.3 聚酰亚胺结构与气体分离性能的关系673

24.1.4 由聚酰胺酸盐得到的分离膜685

24.1.5 交联对聚酰亚胺膜的气体透过性能的影响686

24.1.6 含硅氧烷的聚酰亚胺分离膜693

24.1.7 聚酰亚胺膜在使用过程中的变化697

24.2 用于气体分离的聚酰亚胺炭分子筛膜701

24.3 聚酰亚胺渗透汽化膜710

24.4 聚酰亚胺超滤膜722

24.5 聚酰亚胺反渗透膜725

参考文献726

第25章 光敏聚酰亚胺729

25.1 负性光敏聚酰亚胺730

25.1.1 酯型光敏聚酰亚胺730

25.1.2 离子型负性光敏聚酰亚胺735

25.1.3 酰亚胺型负性光敏聚酰亚胺738

25.1.4 使用水系显影液的负性光敏聚酰亚胺739

25.2 正性光敏聚酰亚胺742

25.2.1 自感光型正性光敏聚酰亚胺743

25.2.2 混合型正性光敏聚酰亚胺746

25.2.3 异构型正性光敏聚酰亚胺748

25.3 化学增幅型光敏聚酰亚胺750

25.4 结束语755

参考文献756

26.1 概论759

第26章 液晶取向排列剂759

26.2 液晶在高分子膜表面的取向排列机制760

26.3 聚酰亚胺的结构与预倾角的关系762

26.3.1 引入短小的取代基762

26.3.2 引入长、大的取代基762

26.3.3 引入含氟单元768

26.3.4 引入脂肪单元770

26.4 影响液晶分子取向排列预倾角的因素771

26.5 非摩擦液晶取向剂774

26.5.1 以聚酰亚胺LB膜作液晶取向层774

26.5.2 聚酰亚胺光控液晶取向材料776

26.6.1 表面双稳态铁电液晶显示器用取向排列剂781

26.6 铁电液晶显示器用取向排列剂781

26.6.2 反铁电液晶显示器用取向排列剂783

参考文献784

第27章 非线性光学材料（NLO）787

27.1 前言787

27.2 主、客体型NLO聚酰亚胺789

27.3 侧链型NLO聚酰亚胺794

27.4 主链型NLO聚酰亚胺807

27.5 交联型NLO聚酰亚胺808

27.6 无机／聚酰亚胺NLO体系809

27.7 多功能NLO聚酰亚胺810

参考文献812

28.2.1 无机物及其前体813

28.2 聚酰亚胺-无机物杂化材料813

28.1 聚酰亚胺在（纳米）杂化材料制备中的特点813

第28章 聚酰亚胺（纳米）杂化材料813

28.2.2 聚酰亚胺-无机物杂化材料的合成方法815

28.2.3 聚酰亚胺-无机物杂化材料的形态结构818

28.2.4 聚酰亚胺-无机物杂化材料的性能819

28.3 聚酰亚胺-金属杂化材料827

28.3.1 金属掺杂剂827

28.3.2 掺杂方法829

28.3.3 聚酰亚胺-金属杂化材料的形态结构830

28.3.4 聚酰亚胺-金属杂化材料的性能830

参考文献841

第29章 质子转输膜845

29.1 由1,4,5,8-萘四酸二酐（NTDA）与磺化二胺得到的聚酰亚胺846

29.2 磺化聚酰亚胺对水的稳定性861

参考文献865

第30章 其他材料867

30.1 透明材料867

30.2 发光材料871

30.3 压电材料873

30.4 生物相容材料877

30.5 LB膜880

30.5.1 聚酰亚胺LB膜的制备881

30.5.2 聚酰亚胺LB膜的性能和应用882

参考文献883

附录1 英文缩写与结构对照表885

附录2 二酐单元及二胺单元对气体透过参数的增量和气体性能常数Cm值897