摘要:以3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)为原料制备了3种具有不同大小侧基的二酐,即2,2′-二苯基-4,4′,5,5′-联苯四羧酸苯酐(PBPDA)、2,2′-双(2″三氟甲基苯基)-4,4′,5,5′-联苯四羧酸二酐(O6FPBPDA)、3,3,5,5-四三氟甲基-[1,1′∶2′,1″∶2″,1-四苯基]-4,4′,5,5′-四甲酸二酐(12FPBPDA).3种二酐与刚性扭曲的二胺,即2,6-二氨基三蝶烯(DAT)和3,9-二氨基-4,10-二甲基-6H,12H-5,11-亚甲基二苯并[b,f][1,5]二氮芳辛(TBDA2),通过一步法聚合制备了一系列自聚微孔聚酰亚胺(PIM-PI),并通过核磁、红外测试表征了聚合物结构.所得聚合物可溶于多种有机溶剂,用其制备的气体分离膜具有良好的热稳定性和机械性能,5%热失重温度为488~555℃,玻璃化转变温度为451~465℃,拉伸强度为60.5~97.7 MPa,拉伸模量为1.56~2.62 GPa.这些聚合物具有较高的气体渗透系数和中等的气体分离选择性,CO_(2)的渗透系数最高可达1008 Barrer,O_(2)的渗透系数可达200.5 Barrer,比表面积最高可达567 g/m^(2),其中O6FPBPDA-DAT的CO_(2)/CH_(4)分离性能接近1991年Robeson上限,老化后气体分离性能得到了进一步提升.上述结果表明,在BPDA的2,2′-位引入大体积侧基可以提高聚合物的自由体积分数和气体渗透系数.