[发明专利]含氰基侧链改性联苯型二酐中间体及其合成方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，特别涉及含氰基侧链改性联苯型二酐中间体及其合成方法与用途。 

背景技术

聚酰亚胺是指主链结构中含酰亚胺环的一类聚合物，早在1908年此类聚合物就已有报道。而今，聚酰亚胺因其突出的综合性能和广泛的应用领域而备受关注。目前的研究多集中于芳香族聚酰亚胺，因为此类聚酰亚胺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，例如，由3，3′，4，4′-联苯二酐和对苯二胺经缩聚合而成的聚酰亚胺，其热分解温度高达600℃。但是，此种聚酰亚胺由于其较差的溶解性能和较高的熔融温度，导致材料加工困难〔C.E.Srong，Prog.Polym.Sci.，1991；16：561〕。因此，设计合成新型联苯型二酐中间体作为制备聚酰亚胺的原料十分必要，以便所制备的聚酰亚胺不仅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，而且其溶解性得到改善。 

发明内容

本发明的目的是提供一种含氰基侧链改性联苯型二酐中间体及其合成方法，以增加联苯型二酐中间体的类型，本发明的再一目的是将含氰基侧链改性联苯型二酐中间体用于制备聚酰亚胺。 

本发明所述含氰基侧链改性联苯型二酐中间体，其结构式为： 

上述结构式中，R为-O-R₁或-S-R₁或-CN，所述R中的R₁如下： 

本发明所述含氰基侧链改性联苯型二酐中间体，有以下两种制备方法。 

1、第一种制备方法的工艺步骤如下： 

(1)第二化合物的制备 

以第一化合物联苯四酸二酐和复合溶剂为原料，所述复合溶剂由甲醇和浓硫酸配制而成，甲醇与浓硫酸的体积比＝20∶1～3，第一化合物联苯四酸二酐的质量∶复合溶剂的体积＝1∶15～25，第一化合物联苯四酸二酐的质量以克计量，复合溶剂的体积以毫升计量，或第一化合物联苯四酸二酐的质量以公斤计量，复合溶剂的体积以升计量； 

将第一化合物联苯四酸二酐和复合溶剂加入反应容器中，在常压下加热至80～95℃回流10～32小时，回流时间届满后，静置至少10小时，然后过滤、洗涤除去硫酸，并将所获滤饼干燥即得到第二化合物，其结构式为： 

(2)第三化合物的制备 

以步骤(1)制备的第二化合物、质量浓度55％～75％的硫酸和组份I为原料，所述第二化合物与硫酸的质量比为1∶10～20，所述第二化合物与组份I的摩尔比为1∶2～3； 

将第二化合物溶于硫酸中，并将第二化合物硫酸溶液的温度维持在-10～10℃，然后在搅拌下间断性加入组份I，每次加入组份I的时间间隔为1～3小时，加入量为总量的1/5～1/10， 当组份I加完后反应1～4小时，反应时间届满后，将反应液倒入水中沉淀，然后过滤并将所获滤饼洗涤至中性，干燥即得到第三化合物，其结构式为： 

(3)第四化合物的制备 

以步骤(2)制备的第三化合物、组份III和氰化亚铜为原料，第三化合物的质量∶组份III的体积＝1∶4～8，第三化合物的质量以克计量，组份III的体积以毫升计量，或第三化合物的质量以公斤计量，组份III的体积以升计量，第三化合物与氰化亚铜的摩尔比为1∶2～3； 

在氮气保护下将第三化合物、氰化亚铜和组份III加入反应容器中，在搅拌下于常压加热至150～160℃回流10～24小时，回流时间届满后，过滤除去不溶物，滤液倒入水中沉淀，然后过滤并将所获滤饼用水洗涤除去盐，干燥后即得到第四化合物，其结构式为： 

(4)第五化合物的制备 

以步骤(3)制备的第四化合物、组份II和复合溶剂为原料，所述复合溶剂由水和乙腈配制而成，水与乙腈的体积比＝1∶1，组份II与复合溶剂的配比是：在组份II与复合溶剂形成的溶液中，组分II的当量浓度为1～3N，第四化合物与组份II的质量比＝1∶1～3； 

将第四化合物溶于复合溶剂形成溶液，再加入组份II，反应温度控制在10～20℃，反应时间为2～6小时，反应时间届满后，分离出反应体系中的水相，再除去残留的溶剂，并用盐酸调节反应体系的pH值至1～2，继后在0～10℃放置12～24小时，放置时间届满后，进行过滤，将所获滤饼水洗至中性并干燥即获第五化合物，其结构式如下： 

所述R为权利要求1中所述-CN；