[发明专利]可溶性松香基聚酰亚胺、薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明发明属于材料科学领域，特别是涉及一种可溶性松香基聚酰亚胺、薄膜及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺指的是一类主要以酰亚胺环为特征结构的聚合物。由于它具有很多优异的性能，因而被广泛应用。芳香族聚酰亚胺属于不溶不熔的聚合物，加工成型困难，这是由于其分子链中通常含有苯环，导致其刚性的形成，增加了分子链间的作用力和结晶倾向，导致分子紧密堆积，造成聚酰亚胺分子不溶不熔。因此，制备可溶性聚酰亚胺，从根本上来说，要从分子结构着手，从合成聚酰亚胺的二酐和二胺单体的结构着手，减少分子链中刚性结构单元的存在，增加柔性结构单元，减少分子间的相互作用力和结晶倾向，设计并合成的聚酰亚胺既要具有良好溶解性能又能保持原有优异的综合性能。

一般来说，通过分子设计合成可溶性聚酰亚胺的方法主要有三种：一是在聚合物主链中引入醚基，亚甲基，砜基，羰基等柔性结构单元，减少分子链中的刚性结构单元，增加分子链的柔韧性；二是在聚酰亚胺链中引入脂环结构单元；三是在聚酰亚胺链中引入大的侧基或侧链，减少分子间的相互作用力。

在聚酰亚胺分子链中引入脂环结构单元，由于脂环族结构单元破坏了芳香族聚酰亚胺结构上的大π键，大大降低了分子间作用力，可以增加了聚酰亚胺的溶解性。但是通过引入脂环结构单元来增加其溶解性能，会对耐热性能产生影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有有机溶剂可溶性、热塑性、低吸水性、高耐热性的可溶性松香基聚酰亚胺。

具体的技术方案如下：

具有式Ⅰ结构的可溶性松香基聚酰亚胺，

式中，x=1-200，y=1-60，R选自R’选自

其中R₁-R₆₇选自氢、甲基。

在其中一些实施例中，其由马来海松酸二酐、芳香族二胺以及芳香族二酸酐制备而得，其中马来海松酸二酐与芳香族二酸酐的总摩尔量与芳香族二胺的摩尔量比为1:0.95-1.0，马来海松酸二酐的摩尔量占马来海松酸二酐与芳香族二酸酐的总摩尔量的70-90%。

在其中一些实施例中，所述马来海松酸二酐与芳香族二酸酐的总摩尔量与芳香族二胺的摩尔量比为1:0.99，所述马来海松酸二酐的摩尔量占马来海松酸二酐与芳香族二酸酐的总摩尔量的90%。

在其中一些实施例中，所述芳香族二胺选自对苯二胺、2,7-萘二胺、4,4’-二氨基联苯、2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、3,3′-二甲基-4,4′-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯醚、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯；所述芳香族二酸酐选自1,2,4,5-均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐。

本发明的另一目的是提供一种可溶性松香基聚酰亚胺薄膜的制备方法。

具体的技术方案如下：

一种可溶性松香基聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）将芳香族二胺和有机溶剂置于三口瓶中，室温并在惰性气体保护下，搅拌至完全溶解，然后将马来海松酸二酐和芳香族二酸酐的混合物分3-5次投入三口瓶中，每2次投料间隔为5-30min，投料完毕后，继续反应1.5-5h，得聚酰胺酸PAA溶液，所述聚酰胺酸溶液的固含量为10-20%；

（2）将步骤（1）得到的聚酰胺酸溶液通过梯度升温的方式或连续升温的方式，使其发生热酰亚胺化反应得到所述可溶性松香基聚酰亚胺薄膜；或者在步骤（1）得到的聚酰胺酸溶液中加入化学脱水剂和催化剂后，通过化学酰亚胺化的方法得到所述可溶性松香基聚酰亚胺薄膜；或者同时采用热酰亚胺化和化学酰亚胺化法来得到所述可溶性松香基聚酰亚胺薄膜。

在其中一些实施例中，所述有机溶剂选自N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜的一种或几种；

所述化学脱水剂选自乙酸酐、冰醋酸、氯化亚砜、三氟乙酸酐、苯甲酸酐中的一种或几种；

所述催化剂选自三乙胺、异喹啉、吡啶、羟基吡啶中一种或几种。