有机化合物的有色,是由于它吸收可见光(400~ 700 nm)的特定波长并反射其余的波长,人眼感受到反射的光而产生的。这种可见光范围内的吸收是芳香族聚酰亚胺有色的原因。对于芳香族聚酰亚胺,引起光吸收的发色基团可以有以下几点:a)亚胺环上的两个羧基;b)与亚胺环相邻接的苯基;c)二胺残余基团与二酐残余基团所含的官能团。由于聚酰亚胺分子结构中存在较强的分子间及分子内相互作用,因而在电子给体(二胺)与电子受体(二酐)间易形成电荷转移络合物(CTC),而CTC的形成是造成材料对光产生吸收的内在原因。
要制备无色透明聚酰亚胺,就要从分子水平上减少CTC的形成。目前广泛采用的手段主要包括以下几点:
a)采用间位取代的二胺单体。这是由于问位取代结构可以阻碍沿着分子链方向的电荷流动,减少分子间共轭作用,从而减少对可见光的吸收;
b)采用含供电子基团的二酐;
e)采用带有侧基或具有不对称结构的单体。侧基的存在以及不对称结构同样也会阻碍电子的流动,减少共轭;
d)在聚酰亚胺分子结构中引入含氟取代基。这是由于氟原子具有很大的电负性,可以切断电子云的共轭,从而抑制CTC的形成;
e)减小聚酰亚胺分子结构中芳香结构的含量,如采用脂环结构二酐或二胺单体;
f)尽量排除制造工艺对于聚酰亚胺颜色的影响。例如采用充分精制的高纯度单体等;
g)采用不引起有色的溶剂;
h)亚胺化方法,用化学亚胺化法和在不活泼气体中加热亚胺化法。
聚酰亚胺颜色的表征手段和评价方法有可见光的透过率、黄度和白度。可见光的透过率即把紫外一可见光谱的定性数据定量化,透过率越大越透明;黄度又叫黄色指数(YI),把黄色的程度数值化,越接近于0时越变为无色;白度为色差表示的一种,Lab系的白度(W(Lab)),是白色程度的数值化,越接近于100越白。