[发明专利]一种二胺单体及以其为二胺的可溶性聚酰亚胺的制备方法

说明书

本发明涉及一种二胺单体及以其为二胺的可溶性聚酰亚胺的制备方法，从分子结构的角度出发，制备出二胺单体，该单体分子结构中含有甲基和亚甲基柔性集团，制备的二胺单体和二酐单体聚合成聚酰亚胺后，聚酰亚胺分子链上的侧基破坏其分子结构的对称性和规则性，故而能显著提高聚酰亚胺的溶解性能。该方法工艺简单，所制备的单体和聚酰亚胺在膜分离等领域具有广泛应用前景。

技术领域

本发明属于高分子材料科学领域，具体涉及一种含甲基、亚甲基的二胺单体、其制备方法及以其为二胺的可溶性聚酰亚胺的制备方法。

背景技术

聚酰亚胺(简称PI)，是一类功能性耐高温聚合物，聚酰亚胺具备突出的耐热性能和优越的机械性能，还具有优良的热稳定性、抗辐射性能、介电性能、氧化稳定性和耐化学药剂性。在耐热材料、航空航天设备中有广泛应用，其余方面还有电子信息的电子包装材料行业，高新技术产业，纤维胶，工程塑料和光致抗蚀剂等。然而，聚酰亚胺材料具备其优良的性能的同时，也有明显的不足，主要表现为在普通加热下不熔化，在普通有机溶剂中不溶解，在很大程度上制约了聚酰亚胺的发展和应用，己经成为限制聚酰亚胺发展的瓶颈[吕仁亮，吕兴军，佘万能，等.可溶性聚酰亚胺研究进展[J].绝缘材料，2007，40(2)：33-37]。

随着时代的发展，不溶性聚酰亚胺已经不能满足人们的需求，并且人们还没有完全了解聚酰亚胺的结构与溶解性之间的关系，因此合成制备可溶性聚酰亚胺是很有必要的。该发明对可溶性的聚酰亚胺的合成有一定的借鉴意义[姚盼，张秋禹，陈营，等.可溶性聚酰亚胺制备研究进展[J].工程塑料应用，2013，41(5)：107-111]。

聚酰亚胺一般由芳香二胺单体和芳香二酐单体通过一步法或两步法经缩聚制得，可以制备出不溶性聚酰亚胺和可溶性聚酰亚胺两种。聚酰亚胺的性能特别是溶解性能，与单体的分子结构密切相关，常规芳香二胺单体一般具有对称结构，无取代侧基，致使其对应制得的聚酰亚胺往往是不溶的，因此本发明从分子结构角度入手，提出通过引入甲基、亚甲基等柔性基团，当它和二酐单体聚合成聚酰亚胺后，聚酰亚胺分子链上会引入大量的侧基，破坏其分子的对称性和规则性，增大分子链间的距离，降低分子链间的相互作用力，故而能制得可溶性聚酰亚胺，同时合成的聚酰亚胺具有良好的机械性能和热稳定性能，尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种二胺单体及以其为二胺的可溶性聚酰亚胺的制备方法，合成出一种含甲基、亚甲基的二胺单体，此二胺单体再与市售芳香二酐单体经缩聚合成聚酰亚胺，合成得到的聚酰亚胺具有良好的溶解性能。

本发明的二胺单体的名称为3，3-二甲基-4，4-二氨基二苯甲烷，其结构式为：

本发明的二胺单体的制备过程参考文献3，3-二甲基-4，4-二氨基二苯甲烷型聚酰亚胺薄膜的研制，此二胺单体的合成方法是通过以下具体步骤实现的：

(1)称取溶剂3～10克放入三口烧瓶中搅拌，搅拌10～50分钟后，将5～10毫升酸性试剂滴加到三口烧瓶中，加入1～5g甲醛，反应30分钟后停止搅拌，待溶液冷却后，滴加氢氧化钠，得到沉淀状物，即为3，3-二甲基-4，4-二氨基二苯甲烷粗产品。

(2)将3，3-二甲基-4，4-二氨基二苯甲烷粗产品在50～90℃下重结晶即可得到纯净的3，3-二甲基-4，4-二氨基二苯甲烷单体。

以上述合成的二胺单体为二胺的可溶性聚酰亚胺的制备：

将上述制备的二胺单体与3，3’，4，4’-二苯酮四酸二酐以1∶1的摩尔比在室温下反应4小时成聚酰胺酸铸膜液，然后用刮膜棒将铸膜液均匀地在玻璃板上刮制成膜，在250℃下进行亚胺化处理，即得到可溶性聚酰亚胺。

本发明的有效益果为：工艺流程简单，通过单体中引入柔性基团和支链，破坏聚合物分子的对称性和规整性，改善聚酰亚胺的溶解性。

具体实施方式