[发明专利]含异构混合二胺单体聚酰亚胺模塑粉及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种含异构混合二胺单体聚酰亚胺模塑粉及其制备方法。本发明采用混合异构体二乙基甲苯二胺（DETDA）与两种柔性二酐（ODPA和BTDA）进行三元共聚，得到可溶性与热稳定性兼具的聚酰亚胺模塑粉，能改善PI的加工性能。所得的含异构混合二胺单体聚酰亚胺模塑粉便于存储与运输及保证聚酰亚胺的性能，并且该聚酰亚胺模塑粉可以溶于N,N‑二甲基甲酰胺等有机溶剂，便于后期加工，既可以溶解铺膜，也可以热压成型，加工难度小，加工方式多样。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种含异构混合二胺单体聚酰亚胺模塑粉及其制备方法。

背景技术

随着高强度高热稳定性材料在各种领域的广泛应用，轻质、柔韧、超薄等特性让聚酰亚胺(PI)成为越来越重要的材料。自聚酰亚胺问世以来，世界对其需求量每年几乎以6.5％的速率增长，小到光伏能源、半导体封装、液晶显示器，大到军工、汽车、航空等领域，电子产品的轻量化和小型化让聚酰亚胺占有越来越重要的地位。PI已经发展成为应用最为广泛的耐热高分子材料之一。

虽然聚酰亚胺综合性能优异，不过传统PI存在一些缺点，如加工难度高、透明性差、柔性弱、成本高等。鉴于聚酰亚胺的上述缺点，研究聚酰亚胺分子结构的改性来不断提高聚酰亚胺膜的机械性能的需求是很有必要的。传统PI多采用芳香族二胺二酐单体，这类PI具有良好的热性能，但通柔性差，且不溶不熔，可加工性差，加工成本高，合成的聚酰胺酸易水解，储存运输难度大。现有技术多采用化学亚胺化，反应步骤复杂，操作繁琐，合成周期长，存在亚胺化不完全的问题，且部分有害催化剂无法回收，会带来一定的污染。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含异构混合二胺单体聚酰亚胺模塑粉及其制备方法，该含异构混合二胺单体聚酰亚胺模塑粉采用混合异构体二乙基甲苯二胺(DETDA)与两种柔性二酐进行三元共聚，得到可溶性与热稳定性兼具的聚酰亚胺模塑粉，能改善PI的加工性能。

为实现上述目的，本发明提供了一种含异构混合二胺单体聚酰亚胺模塑粉，其结构通式如下所示：

或

式中：m为1～10的整数，n为1～10的整数。

进一步的，所述含异构混合二胺单体聚酰亚胺模塑粉存在两个玻璃化转变温度(T_g)，其中第一个玻璃化转变温度(T_g1)为271.26～333.81℃，第二个玻璃化转变温度(T_g2)为355.20～377.31℃。

进一步的，所述含异构混合二胺单体聚酰亚胺模塑粉的最大热失重速率对应的温度为532.7～537.5℃，800℃时残炭率为56.23％～58.96％。

本发明还提供了上述含异构混合二胺单体聚酰亚胺模塑粉的制备方法，包括如下步骤：

1)向反应容器中加入二乙基甲苯二胺(DETDA)和苯甲酸(BA)，在N₂气氛下加热至熔融态并保温；

2)将4,4′-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)与3,3′,4,4′-二苯酮四酸二酐(BTDA)加入步骤1)的反应容器，继续保温1.5～3h，得熔融混合物；

3)将步骤2)所得熔融混合物趁热刮出，冷却至室温后研磨成粉，用溶剂洗涤除去苯甲酸，抽滤，得粉末；

4)将步骤3)洗涤干净的聚酰亚胺粉末进行程序升温，进一步亚胺化，得到亚胺化完全的聚酰亚胺模塑粉，即含异构混合二胺单体聚酰亚胺模塑粉；