[发明专利]一种生物基二酐单体、生物基聚酰亚胺树脂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有式I～式IV所示的结构的生物基二酐单体。本发明还提供了一种具有式1所示结构的聚酰亚胺树脂，其中，n为1～10000，R₁选自式2～式7结构中的一种或多种。本发明提供的生物基二酐单体，1,4:3,6‑双脱水己糖醇‑二酐单体具有一定的刚性，将其用于合成聚酰亚胺树脂，得到的结构新颖的聚酰亚胺树脂具有良好的耐热性和韧性等优点。而且该聚酰亚胺树脂为白色，膜为淡黄色透明，还具有一定的光学活性。本发明制备的聚酰亚胺材料能够满足某些领域如电子元器件的要求，也可将其应用于传统的塑料、薄膜、纤维等领域。

技术领域

本发明属于聚酰亚胺树脂技术领域，涉及一种生物基二酐单体、聚酰亚胺树脂及其制备方法、聚酰亚胺树脂膜，尤其涉及一种生物基二酐单体、生物基聚酰亚胺树脂及其制备方法、生物基聚酰亚胺树脂膜。

背景技术

聚酰亚胺树脂，简称PI，是指主链上含有酰亚胺环(-CO-NH-CO-)的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。聚酰亚胺根据重复单元的化学结构，聚酰亚胺可以分为脂肪族、半芳香族和芳香族聚酰亚胺三种。根据热性质，可分为热塑性和热固性聚酰亚胺。

聚酰亚胺树脂的耐高温达400℃以上，长期使用温度范围-200～300℃，无明显熔点，高绝缘性能，1兆赫下介电常数4.0，介电损耗仅为0.004～0.007，强度近似于金属，具有优良的物理机械特性，优良的电气性能与化学稳定性，是现有已知的综合性能最佳的有机高分子材料之一，位于所有高分子材料的塔尖。聚酰亚胺树脂的开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是“解决问题的能手”，而且没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术。聚酰亚胺树脂作为一种特种工程材料，具有良好的机械性能，热学性能，介电性能以及化学稳定性等，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。

然而随着对于聚酰亚胺的持续开发和应用领域的不断拓展，其制备来源引起了研究者的进一步重视，现有的大部分聚酰亚胺的制备都是基于石油基单体，而由于化石燃料的短缺以及消耗化石燃料所引起的环境问题，如何减少聚酰亚胺树脂对于石油基原料的依赖性，增强可持续发展的能力，已成为领域内主要的研究方向之一。

随着近些年的努力，生物基材料逐渐引起了研究人员的兴趣。生物质材料具有环境友好和可持续发展的优点。同时，它不仅种类较多而且来源广泛，比如淀粉，碳水化合物，木质素等等。通过对生物基材料进行化学改性，一些生物来源的单体被研究人员不断制备出来。将其引入聚酰亚胺中，不仅能够减少石油基单体的使用，更有利于环境保护和可持续发展，而且某些单体具有一些独特的性能，比如刚性等，将这些单体引入到聚酰亚胺中，还能够满足聚酰亚胺对耐热性的需求。

因此，如何在现有的众多生物材料种类中，找到一种更为适宜的生物基单体，制备生物基聚酰亚胺树脂，而且还能够获得更好的性能，已成为本领域诸多具有前瞻性的研究人员广为关注的焦点之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供生物基二酐单体、聚酰亚胺树脂及其制备方法、聚酰亚胺树脂膜，特别是一种结构新颖的生物基聚酰亚胺树脂，本发明采用生物基二酐单体--1,4:3,6-双脱水己糖醇-二酸酐制备的生物基聚酰亚胺树脂具有良好的耐热性和力学性能等优点，而且还具有一定的光学活性，能够满足其在某些领域如电子元器件的要求，也可将其应用于塑料、薄膜、纤维等领域。

本发明提供了一种生物基二酐单体，所述生物基二酐单体具有式I～式IV所示的结构；

本发明提供了一种聚酰亚胺树脂，所述聚酰亚胺树脂具有式1结构；

其中，n为1～10000，R₁选自式2～式7结构中的一种或多种，