[发明专利]一种含非共面苯并咪唑聚酰亚胺及其制备方法和透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种含非共平面苯并咪唑聚酰亚胺及其制备方法和透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用。本发明提供了一种含非共面苯并咪唑聚酰亚胺，由所述含非共面苯并咪唑聚酰亚胺作为成膜物形成的聚酰亚胺薄膜具有高玻璃转化温度的同时，具有优异的光学透过性；并且具有优异的机械力学性能。实施例结果表明，本发明提供的透明聚酰亚胺薄膜玻璃化转变温度为359～408℃，5％热分解温度为449～523℃，截止波长为326～348cm^‑1，在450nm处的光透过率为80％～83％，拉伸强度为95～113MPa，拉伸模量为2.8～4.2GPa，在太阳能电池的柔性衬底材料和液晶显示材料领域有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种含非共面苯并咪唑聚酰亚胺及其制备方法和透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰亚胺薄膜是一种耐热性优良的绝缘材料，其广泛应用于电子、电工、航天航空等行业。对于应用于太阳能电池的柔性衬底材料和液晶显示材料领域的聚酰亚胺薄膜，在具有优良的耐高温的基础上，还需要具备高透光性。但是传统的聚酰亚胺膜一般呈现出淡黄色或深褐色，大大限制了聚酰亚胺在光电材料中的进一步应用。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种含非共面苯并咪唑聚酰亚胺及其制备方法和透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用。由本发明提供的含非共面苯并咪唑聚酰亚胺作为成膜物形成的聚酰亚胺薄膜在具有高玻璃转化温度的同时，具有优异的光学透过性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种含非共面苯并咪唑聚酰亚胺，具有式I所示结构：

式I中，X包括以下取代基中的任意一种：

Y包括以下取代基中的任意一种：

Ar包括以下结构中的任意一种或两种：

本发明提供了以上技术方案所述含非共面苯并咪唑聚酰亚胺的制备方法，包括以下步骤：

在保护气氛下和催化剂作用下，将二胺单体和二酐单体在有机溶剂中进行缩聚反应，得到所述含非共面苯并咪唑聚酰亚胺；所述缩聚反应的温度为180～210℃，时间为6～12h；

所述二胺单体具有式Ⅱ所示结构，所述二酐单体具有式Ⅲ所示结构：

优选地，所述二胺单体和二酐单体的摩尔比为1:(1～1.3)。

优选地，所述催化剂为苯甲酸、对羟基苯甲酸或异喹啉；所述催化剂的质量为二胺单体和二酐单体质量之和的1～5％。

优选地，所述有机溶剂为超干苯腈、苯酚、间甲酚、对氯苯酚或硝基苯。

优选地，所述缩聚反应后，还包括将所得缩聚反应体系进行后处理，所述后处理包括以下步骤：将所得缩聚反应体系冷却至室温后倒入沉淀剂中，得到沉淀物；将所述沉淀物依次进行洗涤和干燥，得到所述含非共面苯并咪唑聚酰亚胺；所述沉淀剂为甲醇、乙醇或水。

本发明提供了一种透明聚酰亚胺薄膜，所述透明聚酰亚胺薄膜的成膜物为以上技术方案所述含非共面苯并咪唑聚酰亚胺或以上技术方案所述制备方法得到的含非共面苯并咪唑聚酰亚胺。

本发明提供了以上技术方案所述透明聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括以下步骤：

将所述含非共面苯并咪唑聚酰亚胺溶于溶解剂中，得到聚酰亚胺溶液；将所述聚酰亚胺溶液静置脱泡后进行涂膜，得到聚酰亚胺湿膜；将所述聚酰亚胺湿膜进行除溶剂处理，得到所述透明聚酰亚胺薄膜。