[发明专利]含不对称吲哚结构聚酰亚胺及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，具体地指一种含不对称吲哚结构聚酰亚胺及其制备方法。所述含不对称吲哚结构聚酰亚胺的结构包括下列通式中的任意一种：式中，n为大于等于1的正整数；所述制备方法包括以下步骤：将嘧啶吲哚型二胺单体或吡啶吲哚型二胺单体溶解于第一溶剂中，获得二胺单体溶液；将所述二胺单体溶液与二酐混合，进行第一反应，获得聚酰胺酸溶液；将酸酐和吡啶混合，获得第一溶液；将所述聚酰胺酸溶液与所述第一溶液混合，进行第二反应，获得第二溶液。本发明的原材料为二胺单体(DAPPI和DAPPDI)，来源广泛，加工性能优异；制得的聚酰亚胺耐高温性能好，同时具有优异的机械性能。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体地指一种含不对称吲哚结构聚酰亚胺及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺(PI)是一类分子结构中含有酰亚胺环的有机高分子材料。刚性的酰亚胺环赋予了这类材料优异的综合性能，如极好的热稳定性，优异的机械性能，突出的化学和抗辐射性，优良的介电性能等。由于其独特的性能，聚酰亚胺已受到高度的重视，并被广泛用作绝缘材料、波导材料、高模纤维、选择性透过膜以及高温复合材料等，涉及航空航天、化学化工、电器、微电子等多个领域。近年来，聚酰亚胺已被研究人员认为是未来最有前景的一种聚合物材料，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。

然而，聚酰亚胺分子主链上一般含有苯环和酰亚胺环结构,由于电子极化和结晶性致使聚酰亚胺存在较强的分子链间作用,引起聚酰亚胺分子链紧密堆积,从而导致聚酰亚胺主要存在以下缺点：(1)大多数传统聚酰亚胺因难溶或不溶于普通溶剂而难以加工，因此聚酰亚胺通常采用两步法合成：第一步是二酐和二胺在极性非质子传递反应溶剂中形成聚酰胺酸(PAA)；第二步是热的PAA酰亚胺化到聚酰亚胺。(2)传统聚酰亚胺由于刚性链特征，具有较高的熔融温度，不易加工成形，这给实际生产应用造成极大困难；(3)传统聚酰亚胺制成的薄膜一般硬、脆、强度不够,用于微电子工业尚存在降低线膨胀系数与机械强度难以兼顾的缺陷。与此同时，由于原料价格昂贵，使得聚酰亚胺的制备成本一直高居不下。鉴于聚酰亚胺的上述缺点，研究聚酰亚胺分子结构的改性以及聚酰亚胺合成工艺的优化来不断适应新产品的性能需求是很有必要的。

目前，在开发聚酰亚胺代物的过程中,亟需一种耐高温性能好，同时具有优异的机械性能的聚酰亚胺，同时其原材料成本急需降低，原材料的加工性能需要得到改善。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种含不对称吲哚结构聚酰亚胺及其制备方法以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的解决方案。

用于实现上述目的的技术方案如下：

本发明提供了一种含不对称吲哚结构聚酰亚胺，所述含不对称吲哚结构聚酰亚胺的结构包括下列通式中的任意一种：

式中，n为大于等于1的正整数。

本发明还提供了一种含不对称吲哚结构聚酰亚胺的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

将嘧啶吲哚型二胺单体或吡啶吲哚型二胺单体溶解于第一溶剂中，获得二胺单体溶液；

将所述二胺单体溶液与二酐混合，进行第一反应，获得聚酰胺酸溶液；

将酸酐和吡啶混合获得第一溶液，或将酸酐和三乙胺混合获得第一溶液；

将所述聚酰胺酸溶液与所述第一溶液混合，进行第二反应，获得第二溶液。

可选的，所述嘧啶吲哚型二胺单体包括5-氨基-2-(3-氨基苯基)-N-嘧啶吲哚(DAPPI)，所述吡啶吲哚型二胺单体包括5-氨基-2-(3-氨基苯基)-N-吡啶吲哚(DAPPDI)。