[发明专利]聚亚胺醇的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于聚合物技术领域，更明确地说涉及聚亚胺醇的合成方法的改进和创新。

背景技术

高性能聚合物极具价值，它们往往具有特殊用途。由于其独特的物理化学机械特性，可被应用于汽车、飞机、航天等工业及医药等领域。但由于其昂贵的生产成本，只有为数极少的几种得以商业化。聚亚胺酮作为新型高性能高分子材料已经被成功合成并表征，其具有良好的耐热性能(T_g＞180℃，T_D＞450℃)和良好的溶解性能。但传统的聚亚胺酮合成方法有的采用价格昂贵的芳香二氟化物作为合成单体，因而成本高。聚亚胺酮分子主链中含有羰基，羰基是极具活性的基团。

聚亚胺醇是一类新型高分子聚合物，其合成具有极大的科学价值和广泛的应用潜力。

发明内容

本发明的目的，就在于提供另一类新型聚合物聚亚胺醇的合成方法。它是基于聚亚胺酮基础上合成的，以聚亚胺酮通过羰基的芳香亲核取代反应得到。用该方法制备的聚亚胺醇具有良好的耐热性能和良好的动态机械性能。其制备成本低，储能模量G’、耗能模量G”＜10⁹，橡胶态范围宽。

为了达到上述目的，本发明聚亚胺醇的缩聚合成方法包括以下步骤：

(1)在通有氮气的三口烧瓶中依次加入二卤化芳香酮、叔丁醇钠NaO_t-Bu、1.1′-联萘-2.2′-二苯膦BINAP、芳香二胺和Pd₂(dba)₃，其摩尔配比为1∶1∶2.8∶0.03∶0.01；

(2)加入N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)，使单体浓度保持在0.5～0.65mol/L之间；

(3)将体系从20℃升至100℃，保持4～6h，再从100℃升温至150～200℃，保持20～24h；

(4)将体系缓慢冷却至20℃，倒入氨水和甲醇的混合溶液中，其中氨水/甲醇＝1∶4(L/L)，搅拌，静置1h；

(5)用氨水和甲醇混合溶液清洗3次，过滤；

(6)在100℃条件下真空干燥6h，得到聚亚胺酮；

(7)在三口烧瓶中依次加入聚亚胺酮、锂苯、四氢呋喃，在1-3℃条件下搅拌2-12h，得到聚亚胺醇；

(8)在100℃条件下真空干燥6h，得到干燥聚亚胺醇。步骤(4)中氨水和甲醇的混合溶液为足量。

步骤(1)中的二卤化芳香酮是二溴化芳香酮或二氯化芳香酮，催化体系是Pd₂(dba)₃和配体1.1′-联萘-2.2′-二苯膦BINAP的有机结合。二溴化芳香酮和二氯化芳香酮更为廉价，可以大大降低成本。

本方法的基本原理是：聚亚胺酮分子主链中含有羰基，羰基是极具活性的基团，可以实现羰基的亲核取代反应使得羰基转换为醇。这样聚亚胺酮通过羰基的芳香亲核取代反应便得到了基于聚亚胺酮基础上的聚亚胺醇。它以二卤化芳香酮和芳香二胺单体为反应底物，以三(二亚苄基丙酮)二钯(Pd₂(dba)₃)和1.1′-联萘-2.2′-二苯膦BINAP为催化体系，催化体系和上述单体产生络合作用，通过胺化反应合成聚亚胺酮。再依次加入聚亚胺酮、锂苯、四氢呋喃，在1-3℃条件下搅拌2-12h，得到聚亚胺醇，最后真空干燥。

步骤(3)中体系的升温采用油浴。步骤(4)中的搅拌采用磁搅拌装置。本方法采用水冷凝装置冷凝体系的蒸汽回流到体系中。

步骤(7)中的锂苯的摩尔数等于体系中羰基的摩尔数；反应条件为在1-3℃条件下搅拌2-12h。

本发明的任务就是这样完成的。

本聚亚胺醇合成方法是基于聚亚胺酮基础上合成的。本发明所合成的聚亚胺醇具有良好的耐热性能(T_g＞190℃，T_D＞450℃)和良好的动态机械性能。

本发明具有如下优点：(1)以二卤化芳香酮作为合成聚亚胺酮的单体，尤其可以以更为廉价的二溴化芳香酮和二氯化芳香酮代替昂贵的芳香二氟化物，成本低，再以聚亚胺酮为底物合成聚亚胺醇。(2)合成的聚亚胺醇具有较高的玻璃化转变温度(T_g＞190℃)、良好的热稳定性和较高的热分解温度(3)储能模量G’、耗能模量G”＜10⁸～10⁹，橡胶态范围宽。

具体实施方式

实施例1。一种聚亚胺醇的合成方法。包括以下步骤：