此系列新型含三氟甲基聚醯亞胺與聚醯胺進行溶解性之特性分析，其溶解性 是利用不同的有機溶劑將聚合物配製成 3.0 % (w/v)的高分子溶液。所有的高分子 在 不 同 的 高 極 性 有 機 溶 劑 包 括 N- 甲 基 -2- 吡 咯 酮 (N-methyl-2- pyrrolidinone, NMP) 、 二 甲 基 乙 醯 胺 (N,N-dimethylacetamide, DMAc) 、 二 甲 基 甲 醯 胺 (N,N-dimethylformamide, DMF)等均有良好的溶解度，並且大多數的高分子均能在 室溫下溶解於低極性有機溶劑之中，如吡 啶(pyridine)及四氫呋喃(tetrahydrofuran)。
若聚醯胺分子鏈具有對位苯環及聯苯堅硬的結構，則顯現出較差的溶解度。如表 3 及表 4 所示，大多數利用化學環化法所合成的聚醯亞胺於高極性溶劑如 N-甲基-2-吡 咯 酮(N-methyl-2- pyrrolidinone, NMP)、二甲基乙醯胺(N,N-dimethylacetamide, DMAc)、二甲基甲醯胺(N,N-dimethylformamide, DMF)；低極性溶劑如吡啶(pyridine) 及四氫呋喃(tetrahydrofuran)等均顯現優良的溶解度。造成如此優異溶解度的主要原 因是由於三氟甲基基團的存在，因為三氟甲基為一巨大的側鏈基團，會干擾高分 子排列緊密的程度，所以溶劑分子可以輕易地進入高分子鏈之間，因此有優異的 溶解度。利用化學環化法所合成的聚醯亞胺其溶解度會優於由熱環化法所製備之 聚醯亞胺;因為熱環化會造成聚醯胺酸閉環時產生交聯的情形因而降低溶解度，而 化學環化法則無此問題產生。
表 3.新型含三氟甲基聚醯亞胺之黏度及溶解性分析表
溶劑c Polymer
code
ηinha
(dL•g-1) NMP DMAc DMF DMSO THF Pyridine M6F6H-PMDA —b —b —b —b —b —b —b
M6F6H-BPDA —b —b —b —b —b —b —b
M6F6H-OPDA 0.85 ++ ++ ++ +－ ++ ++
M6F6H-BTDA 0.60 ++ ++ ++ +－ + ++
M6F6H-DSDA 0.69 ++ ++ ++ +－ ++ ++
M6F6H-6FDA 0.75 ++ ++ ++ ++ ++ ++
TP6F-PMDA —b —b —b —b —b —b —b TP6F -BPDA —b —b —b —b —b —b —b
TP6F -OPDA 0.65 ++ ++ ++ +－ ++ ++
TP6F -BTDA 0.72 ++ ++ ++ － ++ + TP6F -DSDA 0.58 ++ ++ ++ + ++ ++
TP6F -6FDA 0.70 ++ ++ ++ ++ ++ ++
TMA6F-PMDA 0.92 ++ ++ ++ + ++ ++
TMA6F-BPDA 0.72 ++ ++ ++ － ++ ++
TMA6F-OPDA 0.45 ++ ++ ++ +－ ++ ++
TMA6F-BTDA 0.97 ++ ++ ++ +－ ++ ++
TMA6F-DSDA 0.56 ++ ++ ++ +－ ++ ++
TMA6F-6FDA 0.70 ++ ++ ++ +－ ++ ++
a. 固有黏度測量於 30 ℃下, 濃度 0.5 g•dL -1, 二甲基乙醯胺(DMAc)溶液中 b. 聚合過程中析出，無法測定
c. ＋＋: 在室溫下溶解; ＋: 加熱至 70 ℃下溶解;＋－: 在 70 ℃下部分溶解; －: 不溶解 縮寫: NMP: N-甲基-2-吡咯 酮(N-methyl-2-pyrrolidinone); DMAc: 二甲基乙醯胺
(N,N-dimethylacetamide); DMF: 二甲基甲醯胺(N,N-dimethylformamide); DMSO:二甲基亞碸 (dimethyl sulfoxide); THF: 四氫呋喃(tetrahydrofuran)
表 4.新型含三氟甲基聚醯胺之黏度及溶解性分析表
溶劑b Polymer
code
ηinha
(dL•g-1) NMP DMAc DMF DMSO THF Pyridine M6F6H-Ip 1.26 ++ ++ ++ ++ ++ ++
M6F6H-Bp 1.10 ++ ++ ++ ++ ++ ++
M6F6H-Na 1.34 ++ ++ ++ ++ ++ ++
M6F6H-Bi 1.14 ++ ++ ++ ++ + ++
M6F6H-Sb 0.93 ++ ++ ++ ++ ++ ++
TP6F-Tr 0.75 ++ ++ ++ ++ ++ ++
TP6F -Ip 0.69 ++ ++ ++ ++ ++ ++
TP6F -Bp 0.66 ++ ++ ++ ++ ++ ++
TP6F -Na 0.83 ++ ++ ++ ++ ++ ++
TP6F -Bi 0.69 ++ ++ ++ ++ ++ ++
TP6F -Sb 0.75 ++ ++ ++ ++ ++ ++
TP6F -6F 0.66 ++ ++ ++ ++ ++ ++
TMA6F-Tr 0.78 ++ ++ ++ + ++ + TMA6F -Ip 0.50 ++ ++ ++ + +－ +
TMA6F -Bp 0.55 ++ ++ ++ ++ ++ + TMA6F -Na 0.76 ++ ++ ++ + ++ +
TMA6F -Bi 0.65 ++ ++ ++ + ++ + TMA6F -Sb 0.49 ++ ++ ++ ++ ++ + TMA6F -6F 0.86 ++ ++ ++ ++ ++ + a. 固有黏度測量於 30 ℃下, 濃度 0.5 g•dL -1, 二甲基乙醯胺溶液中
b. ＋＋: 在室溫下溶解; ＋: 加熱至 70 ℃下溶解;＋－: 在 70 ℃下部分溶解
縮寫: NMP: N-甲基-2-吡咯 酮(N-methyl-2-pyrrolidinone); DMAc: 二甲基乙醯胺(N,N-dimethylacetamide);
DMF: 二甲基甲醯胺(N,N-dimethylformamide); DMSO:二甲基亞碸(dimethyl sulfoxide);
THF: 四氫呋喃(tetrahydrofuran)
此系列新型含三氟甲基及二苯亞甲基聚醯胺與聚醯亞胺之熱性質包含玻璃轉 移溫度 (Tg)，由示差掃描分析儀(DSC)測定，熱裂解溫度(Td)，由熱重分析儀(TGA) 測定，其結果如表 5 及表 6 所示，例如 TP6F-6FDA 與 TP6F-DSDA 之含三氟甲基 及二苯亞甲基基團之聚醯亞胺在氮氣下的熱重分析(TGA)圖，如圖 1 所示。聚醯亞 胺與聚醯胺的玻璃轉移溫度分別介於 227－307℃與 229－288℃之間，聚醯胺與聚 醯亞胺的玻璃轉移溫度高低順序跟其分子鏈的柔軟度所造成之影響成合理的關 係。如熱性質分析所示，所有的聚合物均表現出優異的耐熱性，包括熱裂解溫度 (10
%重量損失)。所有的高分子在氮氣下均可穩定加熱至 440 ℃以上，聚醯亞胺與聚 醯胺之熱裂解溫度(10 %重量損失)分別為 446－563℃與 464－507℃。因此，此系
列新型聚醯胺與聚醯亞胺由於分子鏈中導入三氟甲基及二苯亞甲基團而表現出優 異的熱安定性。此系列新型含三氟甲基及二苯亞甲基聚醯亞胺與聚醯胺的機械性 質進一步地被加以量測，兩者之抗張強度分別介於 75－89 MPa 與 73－110 MPa 之 間; 伸長率分別介於 6－8 % 與 6－28 % 之間，抗張模數分別介於 1.5－2.3 GPa 與 1.7－2.6 GPa 之間。大多數的高分子均具有高抗張強度，因此此系列新型含三氟甲 基聚醯胺與聚醯亞胺均可視為強韌的功能性高分子材料。
表 5.新型含三氟甲基聚醯胺之熱性質和機械性質
a 示差掃描熱分析儀之加熱速率為每分鐘 10℃加熱至 350℃
b 熱重分析儀分析 10 % 重量裂解溫度之加熱速率為每分鐘 10℃加熱至 800℃
c 熱機械分析儀之加熱速率為每分鐘 10℃加熱至 300℃
Td10 b (℃) Polymer
code
Tg a (℃)
In nitrogen
Tensile strength (MPa)
Elongation at break
(%)
Tensile Modulus (GPa)
M6F6H-Ip 230 482 102 10 2.2
M6F6H-Bp 255 486 95 9 1.9
M6F6H-Na 247 487 110 28 2.6
M6F6H-Bi 239 467 98 15 2.0
M6F6H-Sb 233 465 92 12 2.0
TP6F-Tr 241 507 88 8 2.2
TP6F-Bp 246 475 83 9 1.9
TP6F-Na 247 494 97 13 2.1
TP6F-Bi 251 484 88 14 1.9
TP6F-Sb 252 488 81 8 2.1
TP6F-6F 229 495 77 7 1.8
TMA6F-Tr 243c 464 83 6 1.7 TMA6F-Na 281c 472 98 8 2.1
TMA6F-Bi 283c 479 81 7 2.3
TMA6F-6F 288c 484 73 7 2.2
表 6.新型含三氟甲基聚醯亞胺之熱性質和機械性質
a 示差掃描熱分析儀之加熱速率為每分鐘 10℃加熱至 350℃
b 熱重分析儀分析 10 % 重量裂解溫度之加熱速率為每分鐘 10℃加熱至 800℃
c 聚合過程中析出，無法測定
Td10 b (℃) Polymer
code
Tg a (℃)
In nitrogen
Tensile Strength
(MPa)
Elongation at break
(%)
Tensile Modulus
(GPa)
M6F6H-OPDA 235 540 82 7 1.9 M6F6H-BTDA 239 529 89 6 2.3 M6F6H-DSDA 265 478 82 6 2.0 M6F6H-6FDA 261 552 84 7 2.0
TP6F-BPDA 248 553 —c —c —c
TP6F-OPDA 227 506 75 7 1.5 TP6F-BTDA 247 553 87 6 2.2 TP6F-DSDA 237 518 86 6 1.7 TP6F-6FDA 253 563 84 7 1.5 TMA6F-PMDA 307 464 89 7 1.9
TMA6F-BPDA 274 462 84 8 1.8 TMA6F-OPDA 258 462 78 7 1.5 TMA6F-BTDA 244 471 88 8 1.8 TMA6F-DSDA 260 446 82 6 1.7