聚（氨酯－酰亞胺）的合成與應用研究進展Ⅱ.聚（氨酯－酰亞胺）的主要應用

周成飛

（北京市射線應用研究中心，北京市科學技術研究院輻射新材料重點實驗室，北京 100015）

聚（氨酯－酰亞胺）的合成與應用研究進展Ⅱ.聚（氨酯－酰亞胺）的主要應用

周成飛

（北京市射線應用研究中心，北京市科學技術研究院輻射新材料重點實驗室，北京 100015）

聚（氨酯－酰亞胺）是結合了聚氨酯和聚酰亞胺兩種材料的優點而發展起來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，總結了聚（氨酯－酰亞胺）的主要應用。

聚（氨酯－酰亞胺） 合成 應用 研究進展

（續前）

2 主要應用

2.1 涂料

M ishra等［34］用系統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反應而成。酰亞胺基團是通過PU預聚體的NCO端基與PMDA反應而導入。研究結果表明，PUI涂料的相分離與擴鏈劑種類密切相關。

圖6 聚（脲－酰亞胺）的合成示意

2.2 泡沫材料

筆者等［35］較早開展了PUI泡沫的合成與應用研究，并已實現了產業化生產。Sang等［36］也報道，使用水和正戊烷作發泡劑，通過異氰酸酯封端的聚酰亞胺預聚體與聚醚多元醇反應制備了硬質PUI泡沫。研究結果表明，制得的PUI硬泡具有良好的熱穩定性和抗壓性能。另外，筆者等還探討了用輻射交聯［37］和納米增強［38］等方法來改性PUI泡沫，以進一步提高泡沫材料的性能。

2.3 分離膜

葉宏等［39］通過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，并研究了對芳烴／烷烴混合物的滲透汽化分離性能，PUI的合成反應如圖12所示。結果表明，PUI膜材料對芳烴表現出良好的選擇滲透性，對于苯的濃度為50%的苯／環己烷混合物分離體系，45℃時PUI膜的滲透通量為18.6 kg·μm／（m2·h），分離因子為7.3；而對于苯／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 光學材料

Fengxian Qiu等［40］采用兩步法合成了一種在側鏈上含偶氮生色基團的新型聚氨酯酰亞胺，首先是含偶氮生色基團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）進行縮合反應。分析測試結果發現，這一PUI材料表現出較高的熱穩定性，其玻璃化轉變溫度為196℃，5%的熱失重溫度為229℃。類似地，朱復紅等［41］以TDI和分散紅-19（DR-19）合成包含染料發色團的聚氨酯，進一步和單體PMDA縮合生成具有光學性能的聚氨酯－酰亞胺，合成反應如圖13所示。結果發現，所制得PUI的玻璃化轉變溫度（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。研究結果表明，氨基甲酸酯基團在200～300℃間分解，酰亞胺基團在500～700℃間分解，分別為炭膜貢獻了大孔和微孔，PUI前驅體的加入能有效降低炭膜的收縮率。

圖10 環氧改性聚氨酯的合成示意

圖11 PUI復合材料的合成示意

圖12 PUI的合成示意

圖13 PUI的合成示意

3 結 語

PUI作為一種結合了聚氨酯和聚酰亞胺兩者優點而發展起來的新型聚合物，無論是合成技術還是應用研究方面，都取得了長足的進步。隨著其研究的不斷深入和進一步系統化，必然在更多方面獲得更好的應用。

（續完）

參考文獻：

［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.

［37］周成飛，曹巍，翟彤，等.吸收劑量對多面體低聚倍半硅氧烷／聚（氨酯－酰亞胺）輻射共交聯納米復合泡沫材料的影響［J］.合成橡膠工業，2013，36（2）：115－118.

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

［39］葉宏，李繼定，林陽政，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］.膜科學與技術，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］朱復紅，李輝輝，李國梁，等.三階非線性光學材料聚氨酯－酰亞胺的合成研究［J］.化工時刊，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用（申請號CN201310129277 申請日2013.04.15 申請（專利權）人 東麗纖維研究所（中國）有限公司）

該發明公開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程中添加醋酸鈉；然后將得到的共聚酯和吸濕性物質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優良，可廣泛應用于內衣、運動衣等衣料領域。

●一種導電聚酯纖維的制造方法（申請號CN201210491451申請日2012.11.26 申請（專利權）人：浙江理工大學）

一種導電聚酯纖維的制造方法，該方法是在聚酯中添加包括ATO導電粉、超導電炭黑、氧化鋅晶須、鈦酸鉀晶須等導電材料，制成導電聚酯；將導電聚酯為皮層與其它聚酯經復合紡絲技術制成聚酯導電纖維，使纖維的皮層部分含有導電物質，這樣使纖維在具有導電特性的同時，又兼有合成纖維優異物理和加工性能，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改性技術研究。