[发明专利]一种含呋喃环的聚酰亚胺树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含呋喃环的聚酰亚胺树脂及其制备方法。含呋喃环的聚酰亚胺树脂由2,5‑呋喃二(甲酰胺对苯二胺)或2,5‑呋喃二(甲酰胺间苯二胺)和二元酸酐单体通过反应得到，2,5‑呋喃二(甲酰胺间苯二胺)的结构式为：，2,5‑呋喃二(甲酰胺对苯二胺)的结构式为，得到的含呋喃环的聚酰亚胺树脂的结构式为或；其中，X是二元酸酐单体残基，n为大于0的整数。所得到的含呋喃环的聚酰亚胺树脂的玻璃化转变温度为250℃～400℃，氮气环境热降解质量损失5％的温度为420℃～500℃，具备较高使用温度和热稳定性，以及具有优异的机械性能，可以应用于航空航天、空间、微电子和精密机械等许多高新技术领域。

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺及其制备领域，特别是涉及一种含呋喃环的聚酰亚胺树脂及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺是近半个世纪发展起来的芳香杂环聚合物中最主要的品种，也是使用温度最高的一类高分子材料，具有机械强度高、耐高温、化学稳定、抗蠕变等十分优异的综合性能。

近年来，随着人们对可再生资源需求的日益增加，可再生和生物基聚合物发展迅速。然而，这些生物基聚合物主要是一些含脂肪链型聚合物，如：聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯和聚乳酸等，这些生物基聚酰亚胺树脂的玻璃化转变温度250℃，氮气环境热降解质量损失5％的温度420℃，并不具备较高使用温度和热稳定性。兼具高使用温度和热稳定性的生物基聚酰亚胺可以应用于一些其它生物基聚合物所不能使用的领域，例如：航空航天、空间、微电子和精密机械等许多高新技术领域。

对于生物基聚酰亚胺，近几年不少研究人员从事了大量的研究，如：TatsuoKaneko发表的专利US 2014/0323679采用胺桂皮酸通过光诱导反应制备相应的生物基聚酰亚胺，以及Moloy et al.发表的专利US 9238714采用赖氨醇和二酐制备相应的生物基聚酰亚胺，但由于这些生物基聚酰亚胺主链中引入了脂肪链结构，聚合物的玻璃化转变温度和热稳定性有待进一步提高。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种具有优异的机械性能、较高的玻璃化转变温度和良好的耐热性等优点的含呋喃环的聚酰亚胺树脂及其制备方法。

一种含呋喃环的聚酰亚胺树脂，所述含呋喃环的聚酰亚胺树脂的结构式如下式(1)或式(2)所示：

其中，X是二元酸酐单体残基，n是大于0的整数。

上述的含呋喃环的聚酰亚胺树脂的玻璃化转变温度为250℃～400℃，氮气环境热降解质量损失5％的温度为420℃～500℃，拉伸强度为70MPa～140MPa，杨氏模量为2.5GPa～6.0GPa。因此，上述的含呋喃环的聚酰亚胺树脂可以在航空航天、空间、微电子和精密机械等相关领域具有较好的应用前景。

在其中一个实施例中，所述X选自下列基团中的至少一种：

其中，连于苯环的横线“－”均表示X基团与重复单元中碳原子的连接键。

在其中一个实施例中，所述X选自下列基团中的至少一种：

其中，连于苯环的横线“－”均表示X基团与重复单元中碳原子的连接键。

在其中一个实施例中，所述X选自下列基团中的一种：

其中，连于苯环的横线“－”均表示X基团与重复单元中碳原子的连接键。

本发明还提供一种含呋喃环的聚酰亚胺树脂的制备方法，将2,5-呋喃二(甲酰胺对苯二胺)或2,5-呋喃二(甲酰胺间苯二胺)与二元酸酐单体进行反应得到含呋喃环的聚酰亚胺树脂，