[发明专利]一种可多次熔体加工的酰亚胺材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可多次熔体加工的酰亚胺材料，包括如下结构：n0，m0，x0，n，m，x均为整数，所述酰亚胺材料的数均分子量为M_n＝14373～1191g/mol，分子量分布系数为1，由GPC测定。本发明公开了一种可多次熔体加工的酰亚胺材料的制备方法。

技术领域

本发明涉及高分子合成技术领域，具体涉及一种可多次熔体加工的酰亚胺材料及其制备方法。

背景技术

酰亚胺树脂是当前所有树脂中耐温等级最高的一类高性能特种工程树脂，但是其加工性能较差。目前，解决酰亚胺树脂加工困难的方法主要有：开发热塑性酰亚胺树脂、可溶酰亚胺树脂和PMR型酰亚胺树脂。三种方法各有特点和适用范围，其中开发热塑性酰亚胺树脂是最具商业化前景的方法。它一般是指可熔的线形酰亚胺树脂。应注意到，很多线形酰亚胺树脂即使加热到分解，也没有流动性能，甚至不会出现明显的软化，这是由酰亚胺树脂分子结构的特点决定的。这类线形酰亚胺往往归热固性酰亚胺树脂。最早实现商品化，也是目前产量最大的热塑性酰亚胺树脂是通用电气公司(GE)历经十年开发研究，于1982年投放市场的热塑性聚醚酰亚胺树脂(PEI)，商品牌号Ultem。一般可用注射、挤出以及挤出吹塑等方法成型。由于Ultem中含有双酚A残基，其耐溶剂性较差，Tg仅为217℃，使用温度仅为150℃～180℃，是作为工程塑料使用的酰亚胺树脂中最低的品种。但是与传统酰亚胺树脂相比，突出的加工性能和低廉的价格使其具有较大的市场竞争能力。NASA的兰利实验室(LaRc)开发的LaRcTM-IA性能有所提高，可以挤出进行熔体纺丝，但主要制成胶粘剂和自支撑薄膜使用。上述几种酰亚胺树脂虽在一定程度上解决了熔体加工成型的问题，但是均存在着耐热性不足，树脂性能在加工过程中有所下降，成型后不能二次熔融加工等缺点。为解决上述问题国内外相关学者做了一些相关研究。Boschan课题组在自己的研究中报道，大多数线性酰亚胺树脂具有较高的熔融黏度(105Pa.s或者更高)，因此限制了酰亚胺树脂在加工过程熔体的流动性，可通过向酰亚胺树脂分子中引入支链结构来调节熔融黏度，Ding项目组提出异构酰亚胺树脂可以提高熔体的流动性和溶解性，这主要是由于它具有空间结构的高度不对称而造成树脂的分子间作用力低的原因。这也为酰亚胺树脂基复合材料的制备提供了更加有利的条件，拓宽了复合材料的加工窗口。Rozhanskii等人以2，2'，3，3'-联苯四酸二酐(i-BPDA)为单体制备了可溶性、耐高温的酰亚胺树脂，树脂由i-BPDA和芳香二胺(4，4′-ODA)合成，这些树脂显示了高的玻璃化转变温度(Tg＞330℃)和降解(Td5＞550℃)。具有较好的溶解性，可溶于NMP，DMF，CHCl₃，虽然他们的机械性能不如半刚性的3，3'，4，4'-联苯四酸二酐(s-BPDA)型酰亚胺树脂。而s-BPDA和i-BPDA的无规共聚物却保留了s-BPDA型酰亚胺树脂的机械性能，并提高了酰亚胺树脂的溶解性。Tong等也研究了异构联苯二酐型酰亚胺树脂的化学结构对其溶解性的影响。他们通过溶液聚合法合成了一系列基于异构联苯二酐和不同二胺的共聚和均聚酰亚胺树脂。研究发现向树脂结构中引入柔性基团、非线性、非共面单元和共聚均能提高异构联苯型酰亚胺树脂的溶解性，非线性和非共面单元衍生的2，2'，3，3'-BPDA，能显著提高树脂在极性非质子性溶剂和聚氯化碳中的溶解性能。

综上可见，研究人员报道的酰亚胺树脂虽然在耐热性或者加工性方面有所改进，但具有多次反复熔体加工性质及较高性价比的树脂类型还未见报到。

发明内容

本发明设计开发了一种可多次熔体加工的酰亚胺材料，本发明的发明目的是解决现有技术中的聚酰亚胺熔体流动性不高、耐温等级低的问题。

本发明设计开发了一种可多次熔体加工的酰亚胺材料的制备方法，本发明的发明目的是提供一种能够制备流动性高、耐温等级高的聚酰亚胺熔体的方法。

本发明提供的技术方案为：

一种可多次熔体加工的酰亚胺材料的制备方法，包括：