[发明专利]一种半芳香型聚酰亚胺、其制备方法、用途和包含其的气体分离膜

权利要求书

1.一种半芳香型聚酰亚胺，其特征在于，所述半芳香型聚酰亚胺具有如下式I所示结构：

式I中，R₁为芳族二酐残基，R₃为脂环族二酐残基，R₂、R₄各自独立地为芳族二胺残基或脂族二胺残基；

x、y各自独立地为1-4的整数，m:n＝1:9-9:1；

所述半芳香型聚酰亚胺的分子链中含有朝格尔碱基结构。

2.根据权利要求1所述的半芳香型聚酰亚胺，其特征在于，所述半芳香型聚酰亚胺的重均分子量为5万-100万。

3.根据权利要求2所述的半芳香型聚酰亚胺，其特征在于，所述半芳香型聚酰亚胺的重均分子量为5万-50万。

4.根据权利要求1所述的半芳香型聚酰亚胺，其特征在于，式I中，R₁选自取代或未取代的如下基团中的任意一种：

其中，虚线表示基团的接入位置，如上所述基团中含有取代基时，所述取代基选自甲基、甲氧基、卤素、羟基、氰基、杂芳基、杂环烷基和氨基中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的半芳香型聚酰亚胺，其特征在于，式I中，R₃选自取代或未取代的如下基团中的任意一种：

其中，虚线表示基团的接入位置，如上所述基团中含有取代基时，所述取代基选自甲基、甲氧基、卤素、羟基、氰基、杂芳基、杂环烷基和氨基中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的半芳香型聚酰亚胺，其特征在于，式I中，R₂、R₄各自独立地选自取代或未取代的如下基团中的任意一种：

其中，虚线表示基团的接入位置，如上所述基团中含有取代基时，所述取代基选自甲基、甲氧基、卤素、羟基、氰基、杂芳基、杂环烷基和氨基中的任意一种。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的半芳香型聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

步骤(1)：以芳族二酐A和芳族或脂族二胺B H₂N-R₂-NH₂为原料，合成含酰亚胺链节的二胺单体I

步骤(2)：以脂环族二酐C和芳族或脂族二胺D H₂N-R₄-NH₂为原料，合成含酰亚胺链节的二胺单体II

步骤(3)：将步骤(1)得到的二胺单体I和步骤(2)得到的二胺单体II溶于酸性溶剂中，所述二胺单体I与二胺单体II的物质的量之比为1:9-9:1，配制成单体混合溶液，加入起源剂，在保护气氛下进行反应，得到所述半芳香型聚酰亚胺；

其中，x、y、R₁、R₂、R₃和R₄具有与权利要求1-6任一项相同的限定范围；

步骤(3)中所述起源剂选自甲醛、多聚甲醛、六亚甲基四胺或二甲氧基甲烷中的一种或至少两种的组合。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述芳族二酐A选自均苯四甲酸二酐、4,4'-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐、1,4,5,8-萘四甲酸酐、3,4,9,10-苝四甲酸二酐、三蝶烯-2,3,6,7-四甲酸二酐、9,9'-螺双芴-2,2',3,3'-四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐、9,9-双(3,4-二羧基苯基)芴二酸酐或4,4'-二萘-1,1',8,8'-四甲酸二酐中的一种或至少两种的组合。