北京地質大學劉金剛J. Appl. Polym. Sci.：有機可溶性光敏聚酰亞胺樹脂的紫外線輔

DOI: 10.1002/app.50048

本工作研究了一種紫外線輔助靜電紡絲（UVAES）方法，以提高可溶性聚酰亞胺（PI）電紡超細纖維膜（UFMs）的溶劑穩定性，從而開發出可抵抗惡劣環境條件的纖維聚合物材料，并擴展這種軟纖維的潛在應用。通過3,3′,4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐（BTDA）和1,1′-雙（4-氨基-3,5-二甲基苯基）-1-（3′-三氟甲基苯基）甲烷（TFMDA）的一步熱縮聚反應合成了預酰亞胺化的可溶負性光敏聚酰亞胺（PSPI）。以N，N-二甲基乙酰胺（DMAc）為溶劑，通過常規靜電紡絲（ES）和UVAES將PI樹脂制備成UFMs。在紡絲過程中，發生了光交聯反應，同時在UVAES過程中產生了PI-UV超細纖維的微射流。所制備的纖維在高于500℃的溫度下具有熱穩定性，對457nm波長光的反射超過77％，白度指數（WI）高于83，且在DMAc中具有更高的耐溶劑性。總體而言，與通過常規ES工藝制備的PI UFMs相比，通過新開發的UVAES工藝獲得的PI-UV UFMs顯示出優異的耐溶劑性、同等的熱穩定性、略低的光學反射率和WI值，以及減小的纖維直徑。這些特性對于微電子和可穿戴技術的未來應用具有重要價值。

圖1.可溶性PSPI樹脂的合成。PSPI，光敏聚酰亞胺

圖2.PI和PI-UV UFMs的制備。PI-UV，聚酰亞胺-紫外線；UFMs，超細纖維膜[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]

圖3.PI UFMs的FTIR光譜。（a）500-4000cm-1；（b）1500-1800cm-1。FTIR，傅立葉變換紅外光譜；PI，聚酰亞胺；UFMs，超細纖維膜[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]

圖4.所制備的PI（BTDA-TFMDA）樹脂的1H-NMR光譜。BTDA，3，3′，4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐；NMR，核磁共振；PI，聚酰亞胺；TFMDA，1,1′-雙（4-氨基-3,5-二甲基苯基）-1-（3′-三氟甲基苯基）甲烷

圖5.UVAES的光化學機理。UVAES，紫外線輔助靜電紡絲[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]

圖6.所制備的UFMs的形態和直徑。（a），（b）PI和PI-UV UFMs；（c），（d）PI和PI-UV UFMs的SEM圖像；（e），（f）PI和PI-UV UFMs的直徑分布。PI-UV，聚酰亞胺-紫外線；SEM，掃描電子顯微鏡；UFMs，超細纖維膜[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]

圖7.PI UFMs的熱特性。（a）TGA曲線；（b）DSC曲線。DSC，差示掃描量熱法；PI，聚酰亞胺；TGA，熱重分析儀；UFMs，超細纖維膜[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]

圖8.UFMs的紫外可見光譜。UFMs，超細纖維膜[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]

圖9.UFMs的白度指數（WI）。UFMs，超細纖維膜[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]

圖10.PI和PI-UV UFMs的耐溶劑性測試。（a）測試前的UFM樣品，（b）浸入DMAc期間的UFM樣品，（c）測試后的UFM樣品，（d）測試后PI和PI-UV UFMs的SEM圖像，（e）測試后PI-UV UFMs的SEM圖像。DMAC，N，N-二甲基乙酰胺；SEM，掃描電子顯微鏡；UFMs，超細纖維膜[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]