傳統(tǒng)PI薄膜由于分子間和分子內(nèi)的CTC作用，在可見光范圍內(nèi)具有強烈的吸收，呈現(xiàn)較深的顏色，限制了其在顯示領域的應用。因此，制備耐高溫無色透明PI 薄膜成為了顯示技術發(fā)展中關鍵的科學問題之一。

從分子結(jié)構(gòu)設計出發(fā)，需選用帶有弱吸電子基團的二酐單體和弱給電子基團的二胺單體，以降低分子鏈間電荷傳遞作用，從而制備耐高溫無色透明PI 薄膜。

引入強電負性基團、脂環(huán)結(jié)構(gòu)、大取代基團、不對稱結(jié)構(gòu)和剛性非共平面結(jié)構(gòu)都有利于制備無色透明PI。

這些基團的引入能夠降低分子鏈的有序性和對稱性，從而降低PI分子鏈的堆積，一定程度上增大分子鏈的空間自由體積，打亂鏈間的共軛作用，從而抑制或減少分子間或分子內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移絡合物的形成，降低PI在可見光區(qū)域的吸收，提升薄膜的透光率。

雖然CTC作用對 PI 的光學性質(zhì)不利，但卻使得分子鏈間具有強的相互作用，限制了分子鏈的運動，保證了 PI 出色的熱性能。有利于材料光學透明性的分子結(jié)構(gòu)設計往往會在一定程度上降低材料的熱性能；而增加熱性能的結(jié)構(gòu)因素，例如剛性芳香族結(jié)構(gòu)、高度共軛結(jié)構(gòu)，會帶來CTC效應，往往會損害材料的光學透明性。

一、引入強電負性基因

強電負性基團在一定程度上能夠降低 PI 分子鏈的堆積，增大鏈間自由體積，降低分子內(nèi)和分子間電荷轉(zhuǎn)移相互作用，提高 PI 薄膜的透明度。

由于三氟甲基基團具有較強的吸電子能力和較大的自由體積，在 PI 的結(jié)構(gòu)中引入含氟基團可以降低分子內(nèi)和分子間電荷轉(zhuǎn)移相互作用，從而制備無色透明 PI 薄膜。

二、引入大取代基因

在PI結(jié)構(gòu)中引入大體積取代基團，一方面能夠有效降低鏈間相互作用，增加鏈間距離，從而降低鏈堆積密度，另一方面大體積基團可以阻礙電子流動和分子鏈間的共軛作用和 CTC 形成的概率，從而提高材料的透明度和溶解性。同時大體積取代基團的引入不會破壞分子鏈的剛性，在一定程度上保持了材料的熱性能。

雖然引入大體積取代基團可以提高 PI 薄膜的透光率，但是大部分所得的聚合物薄膜仍然帶有一定的顏色，同時合成帶有大體積側(cè)基的單體較為困難，這就限制了它們的應用。

三、引入脂環(huán)結(jié)構(gòu)

在傳統(tǒng)PI中引入脂環(huán)結(jié)構(gòu)可以用來制備耐高溫無色透明PI薄膜，這是由于脂環(huán)結(jié)構(gòu)能夠破壞芳香族PI鏈段上的共軛結(jié)構(gòu)，降低分子鏈間的相互作用力，增大鏈間自由體積，減少CTC的形成，從而提升PI薄膜的透明性和溶解度，同時也可以維持薄膜良好的耐熱穩(wěn)定性。

四、引入不對稱和剛性非共平面結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)PI一般具有剛性對稱的分子結(jié)構(gòu)，由于鏈間較強的CTC作用，分子鏈緊密堆積，賦予了PI良好的耐熱性、力學性能和耐溶劑性，但是規(guī)整的結(jié)構(gòu)一般會使其溶解性較差，給加工帶來很大問題。

在 PI 分子鏈上引入不對稱和剛性非共平面結(jié)構(gòu)，能夠破壞分子鏈的對稱性，降低規(guī)整性，增加鏈間自由體積，賦予其良好的溶解性。

此外，鏈間的共軛作用也會受到破壞，減少了 CTC 的形成，有利于制備透明 PI 薄膜。

五、引入無機納米粒子

引入可聚合的無機納米粒子也是一種在維持 PI 良好光學性能的同時，提高其熱性能的方法。無機納米粒子一般具有剛性的內(nèi)核結(jié)構(gòu)，這是它提高 PI 熱性能的主要原因，而帶有可聚合基團的無機納米粒子，能夠均勻分散在 PI 分子鏈中，有效避免了無機物的團簇，有利于得到透明性良好的PI薄膜。

（文章來源：模切之家）