[发明专利]一种新型含硫醚或砜二酐及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一类新型含硫醚或砜二酐及其制备方法和及其在聚酰亚胺材料领域的应用。 

背景技术

聚酰亚胺(PI)是一类主链含酰亚胺环的高性能聚合物，其中以全芳香族聚酰亚胺最引人注目。由于其具有优异的热稳定性、机械性能、化学惰性、介电性能和耐辐射性能，聚酰亚胺以膜、涂层、纤维、塑料、胶站剂和树脂基复合材料等商品形式已在航空航天、电子工业等高技术邻域得到了广泛应用。 

由于全芳香族聚酰亚胺通常难熔难溶，从而造成了该类材料在加工成型过程中的很多困难。目前，全芳族全芳族聚酰亚胺材料通常是把可熔可溶的聚酰胺酸中间体加工成型，再通过热处理将酰胺酸转化为聚酰亚胺。但是，该方法会引起一些负面效应。例如：在酰胺酸闭环呈酰亚胺的过程中，会释放出一些小分子物质(如：水)，它们会在材料中留下孔隙，从而造成材料在力学性能上的缺陷；再者，酰胺酸的热稳定性较差，且酰胺酸在闭环过程中不会全部转化为酰亚胺，因此，残留的酰胺酸会降低材料的热稳定性能。 

全芳香族聚酰亚胺难熔难溶的原因在于其分子链含大量芳环结构，同时分子间的相互作用很强。这些分子结构上的特性在赋予了全芳香族聚酰亚胺材料优异性能的同时，也造成了其难熔难溶的缺点。因此，合成具有可溶可熔性且又保持高性能的新型聚酰亚胺受到了人们越来越多的关注。其中一条有效的途径就是在聚酰亚胺的分子链中引入侧基，以降低分子链间的作用力，从而增加聚酰亚胺的可溶可熔性。美国专利U.S.Patent 5,395,918公开了一种新型的联苯二酐用于合成可溶性的聚酰亚胺，但是该二酐的合成需要使用价格昂贵的金属钯 复合催化剂，因此合成工艺复杂，成本高，限制了聚酰亚胺的使用。 

发明内容

本发明的目的是提供一种合成出新型的含硫醚结构或者含砜结构的二酐单体，以用于合成新型结构的聚酰亚胺。 

本发明的目的是这样实现的：一种新型含硫醚或砜二酐，硫醚型二酐为具有下述通式(I)的化合物： 

X1＝H，CH₃，CH₂CH₃，CF₃，OCF₃，OCH₃，卤素，苯乙炔， 

X2＝H，卤素，SH 

X3＝H，卤素，SH，CN 

X4＝H，CH₃，CH₂CH₃，CF₃，OCF₃，OCH₃，卤素，苯乙炔 

R＝-，S 

其中R₂可以选择与R₁相同的基团，也可以选择不同的基团；但不同时选择H取代基；所述砜型二酐为具有下述通式(II)的化合物： 

X1＝H，CH₃，CH₂CH₃，CF₃，OCF₃，OCH₃，卤素，苯乙炔， 

X2＝H，卤素，SO₃H 

X3＝H，卤素，SO₃H，CN 

X4＝H，CH₃，CH₂CH₃，CF₃，OCF₃，OCH₃，卤素，苯乙炔 

R＝-，砜， 

其中R₂可以选择与R₁相同的基团，也可以选择不同的基团；但不同时选择H取代基。 

本发明的另一目的是提供上述含硫醚结构或者含砜结构的二酐单体的合成方法。 

本发明的另一目的是这样实现的：一种新型含硫醚或砜二酐的合成方法，二酐I(II)-2至11的合成路线如下： 

中间体1的合成工艺参数： 

以BPDA或SDPA计，将有机胺试剂A按摩尔比为2-6∶1与BPDA或SDPA投入共沸剂A中，0-60℃搅拌20min-10h；然后，升温回流至无明显水蒸出为止，分离干燥即得中间体1； 

有机胺试剂A包括：甲胺水溶液，乙胺水溶液； 

共沸剂A包括：甲苯，氯苯，二甲苯，二氯苯，乙苯，二乙苯，溴苯；