[发明专利]一种高性能透明聚酰亚胺、聚酰亚胺薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种高性能透明聚酰亚胺，其特征在于，由二胺单体和二酐单体经聚合反应制得；

所述二胺单体为非氘代二胺，所述二酐单体为氘代二酐和非氘代二酐单体的混合单体；

所述二胺单体为下述结构的任意一种或几种：

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所述氘代二酐单体为下述结构的任一种或几种：

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其中，Dn表示苯环或脂肪环被n个氘原子取代，n为1～10的正整数；

非氘代二酐单体为下述结构的任一种或几种：

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其中Dn表示苯环或脂肪环被n个氘原子取代且n＝0。

2.根据权利要求1所述一种高性能透明聚酰亚胺，其特征在于，所述氘代二酐具体为如下结构的任一种：

所述二胺单体为以下结构的任一种：

3.一种高性能透明聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在惰性气体保护下，将二胺单体和非质子极性溶剂加入到反应器内进行搅拌，待二胺单体完全溶解后，加入二酐单体，进行缩合反应，待反应完成后，将产物进行过滤、脱气，得到聚酰胺酸溶液；

(2)将步骤(1)制得的聚酰胺酸溶液进行亚胺化处理得到权利要求1或2所述高性能透明聚酰亚胺。

4.根据权利要求3所述一种高性能透明聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述二酐单体与二胺单体的摩尔比为(0.80-1)：1；

所述非质子极性溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、二氯甲烷、γ-丁内酯，γ-戊内酯，乙酸丁酯、乙酸乙酯、间甲基苯酚、乙腈、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、六甲基磷酰三胺、N-甲基-2-二甲基丙酰胺、N-乙基-2-甲基丙酰胺中的一种或多种的混合；

所述缩合反应温度为-10℃～80℃；

所述过滤采用过滤器加压过滤或采用滤布过滤；过滤器的孔径或滤布的孔径为0.1～10μm；

所述脱气方法为减压脱气或超声脱气。

5.根据权利要求3所述一种高性能透明聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述亚胺化处理方法为化学亚胺化方法或热亚胺化方法；

所述化学亚胺化方法为：

向聚酰胺酸溶液中加入脱水剂和催化剂进行环化反应，同时使溶剂蒸发，得到聚酰亚胺树脂；或者在加入脱水剂和催化剂进行环化反应之后，直接将溶液加入到不良溶剂中，使聚酰亚胺析出；

除去溶剂和未参与反应的单体、助剂，得到聚酰亚胺粉末或颗粒，再将其干燥即得高性能透明聚酰亚胺；

所述热亚胺化方法为：将聚酰胺酸溶液进行热处理，使溶剂蒸发，发生环化反应，从而得到高性能透明聚酰亚胺固体。

6.根据权利要求5所述一种高性能透明聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，化学亚胺化方法中：所述脱水剂为脂肪族酸酐或芳香族酸酐中的一种或多种混合；

所述催化剂为脂肪族叔胺、芳香族叔胺、杂环叔胺中的一种或多种混合；

所述环化反应温度为20℃～100℃，反应时间为0.5～24小时；溶剂蒸发温度为100℃～220℃，蒸发时间为0.5～24小时；

所述催化剂、脱水剂、聚酰胺酸的质量比为0.05～0.3：0.05～0.3：1；

所述不良溶剂为水、甲醇、乙醇、丙酮或异丙醇；

所述干燥温度为240℃～450℃。

7.根据权利要求5所述一种高性能透明聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，热亚胺化方法中：热处理温度为200～500℃，热处理时间为0.5～24小时；

环化反应温度为180℃～470℃、反应时间为0.5～24小时。