[发明专利]一种含有酰亚胺柔性基团的新型芳香族聚酰亚胺及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含有酰亚胺柔性基团的新型芳香族聚酰亚胺及其制备方法，其制备方法如下：首先由3,5‑二氨基‑N‑(4'‑R苯基)‑N‑(2”/4”‑R苄基)苯甲酰胺化合物与二酐单体反应生成粘稠的聚酰胺酸溶液后，再经稀释、脱水、干燥获得；本发明的含有酰亚胺柔性基团的不对称二胺的芳香族聚酰亚胺具有良好的热稳定性，优异的透光性、成膜性，和极佳的有机溶解性，可应用于医药、微电子、航空航天等领域。

技术领域

本发明涉及有机合成领域，特别涉及一种含有酰亚胺柔性基团的新型芳香族聚酰亚胺及其制备方法。

背景技术

芳香族聚酰亚胺材料(PI)是一类综合性能优异、应用领域广泛的聚合物材料，经过一百多年的发展，因其热稳定性高、机械性能好、介电常数低、溶解度谱宽以及耐腐蚀性能好等一系列优异的性能，已经在航空、航天、医药、化工等众多领域得到广泛应用。但多数聚酰亚胺由于其主链的刚性结构，溶解性、熔融性和加工性能较差，应用领域受到了很大的限制。

聚酰亚胺材料突出的综合性能得益于其分子链内和分子链间强烈的相互作用，这种作用可以使聚酰亚胺分子链紧密堆积，从而提高其耐溶剂性能和耐热性能。但与此同时，分子链的紧密堆积又限制了它的流动性，从而导致其溶解性能、加工性能等不尽人意，进而限制了聚酰亚胺在某些高新技术领域的应用。但如果引入不对称基团、大共轭侧基、柔性链接、氟原子不仅可以提高聚酰亚胺材料的溶解性，同时可以改善其在紫外光区透光性差等特点，氟原子的引入，可以提高材料的透光性，降低介电常数，应用于光波导材料可以降低在通讯波段的吸收损耗；而且大的芳香侧基的引入可以降低以往聚酰亚胺材料的双折射值，从而可进一步降低材料在使用中带来的偏振损耗。

早在二十世纪八十年代，日本东京工业大学的YoshioImai、美国Akron大学的FrankW.Harris等就开始研究对聚酰亚胺的改性。1999年Jian Ping Chen等人在Macromolecules,Vol.32,3171-3177报道了几种含有咔唑的聚酰亚胺的合成方法，所用二胺单体虽合成步骤简单，但并没有对其有明显的改性，由其合成的聚酰亚胺材料溶解性以及热稳定性并不是很理想。对聚酰亚胺材料的加工与应用仍有很大的限制。同年，David等人在Journal ofPolymer Science,Vol.37,805-814也报道过含苯基、叔丁基的新型四酸二酐单体与间苯二胺、4,4′-二氨基二苯醚等制备聚酰亚胺的合成方法，苯基、叔丁基引入二酐单体虽对溶解性有一定改善，但远未达到工业应用的理想程度。以上这些方法得到的聚酰亚胺合成步骤多，后处理过程繁琐，且成本较高不利于大规模工业生产。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种含有酰亚胺柔性基团的新型芳香族聚酰亚胺及其制备方法，以该方法合成的聚酰亚胺材料具有较强的溶解性、透光性以及成膜性。

本发明的技术方案如下：

一种含有酰亚胺柔性基团的新型芳香族聚酰亚胺，其数均分子量Mn＝19300-23500，重均分子量Mw＝31500-37900，分子量分布Mw/Mn＝1.61-1.97；具有如式(1)所示的重复单元：

所述式(1)中，R、R′基为氢，脂肪烃，芳香烃，脂环族烃，包含杂原子的脂肪族基团，芳族杂环，脂环族杂环或其混合物基团中的一种。

所述式(1)中，X基为下述基团中的任意一种，

优选的，本发明所述含有酰亚胺柔性基团的新型芳香族聚酰亚胺式(1)中，R、R′基为以下基团中的一种：

所述一种含有酰亚胺柔性基团的新型芳香族聚酰亚胺，其制备方法，具体包括以下步骤：