聚（氨酯－酰亚胺）的合成与应用研究进展Ⅱ.聚（氨酯－酰亚胺）的主要应用

周成飞

（北京市射线应用研究中心，北京市科学技术研究院辐射新材料重点实验室，北京 100015）

聚（氨酯－酰亚胺）的合成与应用研究进展Ⅱ.聚（氨酯－酰亚胺）的主要应用

周成飞

（北京市射线应用研究中心，北京市科学技术研究院辐射新材料重点实验室，北京 100015）

聚（氨酯－酰亚胺）是结合了聚氨酯和聚酰亚胺两种材料的优点而发展起来的一种新型聚合物材料。作者介绍了聚（氨酯－酰亚胺）的合成技术，总结了聚（氨酯－酰亚胺）的主要应用。

聚（氨酯－酰亚胺） 合成 应用 研究进展

（续前）

2 主要应用

2.1 涂料

M ishra等［34］用系统性的三步法合成了一系列聚（氨酯－脲－酰亚胺）涂料。异氰酸酯封端聚氨酯预聚体是采用聚酯多元醇或聚醚多元醇作软段、与TDI或IPDI反应而成。酰亚胺基团是通过PU预聚体的NCO端基与PMDA反应而导入。研究结果表明，PUI涂料的相分离与扩链剂种类密切相关。

图6 聚（脲－酰亚胺）的合成示意

2.2 泡沫材料

笔者等［35］较早开展了PUI泡沫的合成与应用研究，并已实现了产业化生产。Sang等［36］也报道，使用水和正戊烷作发泡剂，通过异氰酸酯封端的聚酰亚胺预聚体与聚醚多元醇反应制备了硬质PUI泡沫。研究结果表明，制得的PUI硬泡具有良好的热稳定性和抗压性能。另外，笔者等还探讨了用辐射交联［37］和纳米增强［38］等方法来改性PUI泡沫，以进一步提高泡沫材料的性能。

2.3 分离膜

叶宏等［39］通过两步聚合的方法制备了以聚己二酸乙二醇酯（PEA）为软段的PUI膜材料，并研究了对芳烃／烷烃混合物的渗透汽化分离性能，PUI的合成反应如图12所示。结果表明，PUI膜材料对芳烃表现出良好的选择渗透性，对于苯的浓度为50%的苯／环己烷混合物分离体系，45℃时PUI膜的渗透通量为18.6 kg·μm／（m2·h），分离因子为7.3；而对于苯／正己烷混合物分离体系，渗透通量则为22.4 kg·μm／（m2·h），分离因子为15.2。

图7 高度支化PUI的合成示意

图8 HAP的合成示意

图9 一步法高温制备羟基功能化聚酰亚胺

2.4 光学材料

Fengxian Qiu等［40］采用两步法合成了一种在侧链上含偶氮生色基团的新型聚氨酯酰亚胺，首先是含偶氮生色基团的二异氰酸酯的制备，然后再与4，4′-（六氟异亚丙基）－二酸酐（6FDA）进行缩合反应。分析测试结果发现，这一PUI材料表现出较高的热稳定性，其玻璃化转变温度为196℃，5%的热失重温度为229℃。类似地，朱复红等［41］以TDI和分散红-19（DR-19）合成包含染料发色团的聚氨酯，进一步和单体PMDA缩合生成具有光学性能的聚氨酯－酰亚胺，合成反应如图13所示。结果发现，所制得PUI的玻璃化转变温度（Tg）为194℃，在5%的热失重温度为217℃，表明具有很好的热稳定性。

2.5 碳材料

李真等［42］采用聚氨酯酰亚胺 －聚酰亚胺嵌段共聚物制备了炭膜。研究结果表明，氨基甲酸酯基团在200～300℃间分解，酰亚胺基团在500～700℃间分解，分别为炭膜贡献了大孔和微孔，PUI前驱体的加入能有效降低炭膜的收缩率。

图10 环氧改性聚氨酯的合成示意

图11 PUI复合材料的合成示意

图12 PUI的合成示意

图13 PUI的合成示意

3 结 语

PUI作为一种结合了聚氨酯和聚酰亚胺两者优点而发展起来的新型聚合物，无论是合成技术还是应用研究方面，都取得了长足的进步。随着其研究的不断深入和进一步系统化，必然在更多方面获得更好的应用。

（续完）

参考文献：

［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］周成飞，郭建梅，翟彤.聚（氨酯 －酰亚胺）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］周成飞，曹巍，翟彤，等.吸收剂量对多面体低聚倍半硅氧烷／聚（氨酯－酰亚胺）辐射共交联纳米复合泡沫材料的影响［J］.合成橡胶工业，2013，36（2）：115－118.

［38］周成飞.纳米增强聚（氨酯－酰亚胺）泡沫的研究.高分子通报，2014，（2）：54－59.

［39］叶宏，李继定，林阳政，等.聚氨酯脲和聚氨酯酰亚胺膜的制备与渗透汽化芳烃／烷烃分离性能的研究［J］.膜科学与技术，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］朱复红，李辉辉，李国梁，等.三阶非线性光学材料聚氨酯－酰亚胺的合成研究［J］.化工时刊，22（3）：14－16.

［42］李真，刘瑾，郑扣松.聚氨酯酰亚胺－聚酰亚胺嵌段共聚物制备炭膜［J］.新型碳材料，2009，24（2）：178－182.

最新专利

●一种吸湿性聚酯纤维的制备方法和吸湿性聚酯纤维及其应用（申请号CN201310129277 申请日2013.04.15 申请（专利权）人 东丽纤维研究所（中国）有限公司）

该发明公开了一种吸湿性聚酯纤维的制备方法及由该方法制得的吸湿性聚酯纤维，该方法为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属磺酸盐的间苯二甲酸或其衍生物为主要原料制备共聚酯，并在合成共聚酯的过程中添加醋酸钠；然后将得到的共聚酯和吸湿性物质共混得到吸湿性母粒；最后将得到的吸湿性母粒与普通聚酯进行熔融纺丝得到吸湿性聚酯纤维。该方法可以改善纺丝组件的寿命，且所得吸湿性聚酯纤维的吸湿性及色调优良，可广泛应用于内衣、运动衣等衣料领域。

●一种导电聚酯纤维的制造方法（申请号CN201210491451申请日2012.11.26 申请（专利权）人：浙江理工大学）

一种导电聚酯纤维的制造方法，该方法是在聚酯中添加包括ATO导电粉、超导电炭黑、氧化锌晶须、钛酸钾晶须等导电材料，制成导电聚酯；将导电聚酯为皮层与其它聚酯经复合纺丝技术制成聚酯导电纤维，使纤维的皮层部分含有导电物质，这样使纤维在具有导电特性的同时，又兼有合成纤维优异物理和加工性能，既能大幅度降低聚酯纤维的电阻率，还能提高纤维的断裂强度。

（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

周成飞（1958—），男，研究员，主要从事高分子功能材料及其射线改性技术研究。