Selective Destruction of Soluble Polyurethaneimide as Novel Approach for Fabrication of Insoluble Polyimide Films

Abstract

Polymeric coatings and membranes with extended stability toward a wide range of organic solvents are practical for application in harsh environments; on the other hand, such stability makes their processing quite difficult. In this work, we propose a novel method for the fabrication of films based on non-soluble polymers. The film is made from the solution of block copolymer containing both soluble and insoluble blocks followed by selective decomposition of soluble blocks. To prove this concept, we synthesized copolymer [(imide)n-(polyurethane)]m, in which the imide blocks were combined with polyurethane blocks based on polycaprolactone. By selective hydrolysis of urethane blocks in the presence of acid, it was possible to obtain the insoluble polyimide film for the first time. It was shown that the combination of thermal and acid treatment allowed almost complete removal of urethane blocks from the initial copolymer chains. IR spectroscopy, TGA, DSC and DMA methods were used to study the evaluation of the structure and properties of polymeric material as a result of thermal oxidation and hydrolysis by acid. It was shown that the polymeric films obtained by controlled decomposition were not soluble in aprotic solvent, such as dimethylformamide, n-methylpyrrolidone and dimethyl sulfoxide, and showed very close similarity to the homopolymer consisting of the same imide monomer, poly-(4,4′oxydiphenylene)pyromellitimide, confirming the feasibility of the proposed concept and its perspectives for fabrication of organic solvent-resistant membranes.

Selective destruction in alkali solutions of imide and urethane blocks in thermolized samples of copoly(urethane-imide) films

“…Образцы пленок исследуемого сополи(уретан-имида) изготавливали поливом полученного в результате проведенного синтеза раствора полимера на стеклянные гидрофобизованные подложки и высушивали при 170ºС при условиях, указанных в работах [10,11]. Предварительную термическую деструкцию (термолиз) образцов проводили в термостате в воздушной атмосфере при температуре 300 и 350ºС в течение заданного времени (табл.…”

“…Результаты работ [8,9] показали, что селективная термодеструкция уретановых и имидных блоков, содержащихся в поли(уретан-имидных) смесях, может быть использована для приготовления пористых полимерных пленок. В более поздних работах [10,11] селективная деструкция фазово разделенных уретановых и имидных блоков была препаративно использована для получения пористых пленок поли(оксидифенилен)пиромеллитмида, исходя из пленок сополи(уретан-имида), приготовленного на основе пиромеллитового ангидрида, диаминодифенилового эфира, толуиледиизоцианата и поликапролактона. Содержание имидных блоков в исходном сополимере было повышенным по сравнению с содержанием уретановых блоков, так что удаление из объема полимера уретановых блоков не нарушало целостности пористого материала.…”

“…Содержание имидных блоков в исходном сополимере было повышенным по сравнению с содержанием уретановых блоков, так что удаление из объема полимера уретановых блоков не нарушало целостности пористого материала. Новым обстоятельством в работах [10,11] было то, что термодеструкция уретановых и имидных блоков сочеталась с их хемодеструкцией: остаточное после термообработки сополи(уретановой) пленки количество уретановых блоков удалялось из объема полимера путем выдержки в ваннах, содержащих водные растворы кислот. При этом учитывалась стабильность в кислых средах имидных связей и лабильность уретановых связей.…”

“…В результате проведенных последовательно термо-и хемодеструкционных процессов в пленках сополи(уретан-имида) были получены пористые пленки поли(оксидифенилен)пиромеллитимида, обладающие свойствами ультрафильтрационных мембран. Открытым остался вопрос о свойствах пористых пленок поли(оксидифенилен)пиромеллитимида, которые можно приготовить в результате селективного деструкционного процесса сополи(уретан-имида), приготовленного ранее [10,11] в условиях, последовательно сочетающих термодеструкцию с хемодеструкцией полимера в основных средах. В задачу данной работы входит исследование термических, механических и поверхностных свойств пористых пленок поли(оксидифенилен)пиромеллитимида, полученных в условиях, сочетающих термодеструкцию исходного сополи(уретан-имида) с хемодеструкцией в основных средах, а также сопоставление свойств этих пленок с пленками, приготовленными при сочетании термодеструкции с хемодеструкцией в кислых средах.…”

State-of-the-art of polyimide films reinforced with fullerene-design, features and applications

“…Polyimide films possess optical transparency, dielectric properties, thermal stability, mechanical properties, dimensional stability, etc. [14][15][16] Polyimide has flexibly and can be molecularly or structurally modified. 17,18 Polyimide has important film forming property and has high temperature stability >400°C.…”