[发明专利]一类叉式联苯二胺及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一类叉式联苯二胺及其制备方法和及其在聚酰胺和聚酰亚胺材料领域的应用。 

背景技术

聚酰亚胺(PI)是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(如下式所示)。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。 

全芳香族聚酰亚胺结构通式 

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(如下式所示)。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。 

另外，全芳香族聚酰胺由于其分子间强烈的氢键作用，也造成了聚合物的难熔难溶特性。 

因此，合成具有可溶可熔性且又保持高性能的聚酰亚胺和聚酰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合物的分子链中引入扭曲的叉式联苯结构，以降低分子链间的作用力，从而增加聚酰亚胺和聚酰胺的可溶可熔性。 

发明内容

本发明目的之一是合成叉式联苯二胺I，用于合成新结构的聚酰亚胺和聚酰胺。 

本发明目的之一这样实现的：一种叉式联苯二胺，具有式I所示化学结构式： 

R₁＝-C_nH_2n+1，n＝1-10的正烷基；叔丁基；三氟甲基；氟基；三氟甲氧基；氰基；-OC_nH_2n+1，n＝1-10的正烷基； 

R₂＝-C_nH_2n+1，n＝1-10的正烷基；叔丁基；三氟甲基；氟基；三氟甲氧基；氰基；-OC_nH_2n+1，n＝1-10的正烷基； 

R₁和R₂相同或不相同。 

上述叉式联苯二胺I-1中：R₁＝R₂＝甲基。 

上述叉式联苯二胺I-2中：R₁＝R₂＝甲氧基。 

上述叉式联苯二胺I-3中：R_1＝甲基，R₂＝三氟甲基。 

上述叉式联苯二胺I-4中：R₁＝甲基，R₂＝氰基。 

上述叉式联苯二胺I-5中：R₁＝甲氧基，R₂＝三氟甲基。 

本发明目的之二是提供上述叉式联苯二胺的合成方法。 

本发明目的之二是这样实现的：一种叉式联苯二胺的合成方法，叉式联苯二胺I的合成路线如下： 

R₃＝除氟以外的卤素； 

上述中间体2的合成工艺参数：以原料1计，将催化剂A、还原剂A、助剂A和原料1按摩尔比0.01-1∶0.5-1∶0.01-1∶1投入溶剂A中，溶剂A的用量使反应物的固含量为5～30％w/v，该混合物在50～120℃搅拌30min～10h后，过滤，蒸干溶剂A，剩余的固体通过蒸馏后得中间体2，上述反应物的质量为催化剂A、还原剂A、助剂A和原料1的总质量； 

催化剂A为：Ni、NiCl₂、NiBr₂或NiI₂； 

还原剂A为：Zn、Mn、Mg或Ca； 

助剂A为：三苯基磷或三甲苯基磷； 

溶剂A为：N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或六甲基磷酰三胺；