無色および透明なポリイミドナノコンポジットに対する有機クレイの効果：熱機械特性、形態、および光学的透明度

芳香族ポリイミド（PI）は優れた機械的性能と熱安定性を示しますが、その暗い色は光学ディスプレイの適用性を制限します。したがって、優れた物理的特性を保持する無色の透明なPI（CPI）ナノコンポジットフィルムを製造することが望ましいです。この研究では、4,4'-オキシジフタール酸ジアンヒドリドと3,4'-オキシジアニリンを単量体として使用して調製したポリ（アミン酸）の有機クレイ（クロサイト25A; CS25A）を分散させるために、溶液インターカレーション法を使用しました。この分散は、CPIハイブリッドフィルムを合成するために熱イミディゼーションを受けました。調製したフィルムの熱機械特性、光学透過率、および形態に対するCS25A含有量（0-1.00 wt％）の影響を調査しました。0.50 wt％のCS25A含有量を持つハイブリッドフィルムは、最高の熱機械特性を示しました。ただし、オルガンクレイ含有量をさらに1.00 wt％に増やすと、物理的特性は劣化しました。0.50 wt％CS25aでは、ある程度の凝集が発生しましたが、透過電子顕微鏡で明らかにされたように、粘土のほとんどはナノサイズの粒子としてよく分散されていました。対照的に、CS25A含有量が重要な含有量を超えた場合、粘土のほとんどが凝集し、物理的特性が減少しました。得られたすべてのCPIハイブリッドフィルムは、オーガンクレイの含有量に関係なく、無色で透明でした。

Although aromatic polyimide (PI) exhibits excellent mechanical performance and thermal stability, its dark color limits applicability in optical displays. Therefore, it is desirable to manufacture colorless, transparent PI (CPI) nanocomposite films that retain excellent physical properties. In this study, a solution intercalation method was used to disperse organoclay (Cloisite 25A; CS25A) in poly(amic acid), which was prepared using 4,4'-oxydiphthalic dianhydride and 3,4'-oxydianiline as monomers. This dispersion was then subjected to thermal imidization to synthesize CPI hybrid films. The influence of the CS25A content (0-1.00 wt%) on the thermomechanical properties, optical transmittance, and morphology of the prepared films was investigated. The hybrid film with a CS25A content of 0.50 wt% exhibited the best thermomechanical properties. However, upon further increasing the organoclay content to 1.00 wt%, the physical properties deteriorated. At 0.50 wt% CS25A, some agglomeration occurred but most of the clay was well dispersed as nano-sized particles, as revealed by transmission electron microscopy. In contrast, when the CS25A content exceeded a critical content, most of the clay was agglomerated and the physical properties were reduced. All the obtained CPI hybrid films were colorless and transparent, regardless of the organoclay content.