[发明专利]聚苯并咪唑及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种聚苯并咪唑，其特征在于，包括式Ⅰ所示的重复单元结构：

其中，R选自式Ⅱ或式Ⅲ中的任意一种：

X选自式(1)～式(7)中的任意一种：

R₂部分或全部选自式Ⅳ～式ⅰ中的任意一种：

R和R₂沿分子链相同或不同。

2.根据权利要求1所述的聚苯并咪唑，其特征在于，所述聚苯并咪唑的数均分子量为2000g/mol～800000g/mol。

3.权利要求1或2所述的聚苯并咪唑的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在保护气体条件下，将含四胺基基团的化合物与含二酸基团的化合物以(0.8:1)～(1:1.2)的摩尔比溶解于含多聚磷酸的澄清溶液中，加热至160℃～220℃反应1h～48h，然后洗涤至中性后，过滤并收集滤渣然后干燥，得到所述聚苯并咪唑；优选地，所述含四胺基基团的化合物与所述含二酸基团的化合物的质量之和占所述澄清溶液的1％～20％，和/或，所述含四胺基基团的化合物与所述含二酸基团的化合物的摩尔比为(1.02:1)～(1:1.02)。

4.根据权利要求3所述的聚苯并咪唑的制备方法，其特征在于，所述含二酸基团的化合物由含羟基二酸基团的化合物与卤代烃溶于溶剂后，回流2h～24h制备得到；和/或

所述含多聚磷酸的澄清溶液中，还包括五氧化二磷，优选地，所述五氧化二磷与所述多聚磷酸的质量比为1:(6～15)，更优选为1:(8～13)。

5.根据权利要求3或4所述的聚苯并咪唑的制备方法，其特征在于，所述含四胺基基团的化合物选自式Ⅱ’或式Ⅲ’中的任意一种：

其中，X选自式(1)～式(7)中的任意一种：

6.根据权利要求3-5任一项所述的聚苯并咪唑的制备方法，其特征在于，所述含二酸基团的化合物全部或部分选自式Ⅳ’～式ⅰ’中的任意一种：

和/或，所述含羟基二酸基团的化合物选自式Ⅳ”～式Ⅷ”中的任意一种：

和/或，所述卤代烃具有式结构，其中，Z选自F、Cl、Br、I中的任意一种；

和/或，所述溶剂选自四氢呋喃、丙酮、乙醇、乙腈、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N’N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种；和/或，

采用饱和碳酸氢钠水溶液、饱和碳酸钾水溶液、饱和碳酸钠水溶液或氨水进行洗涤操作；和/或，

和/或，干燥的温度为80℃～100℃；和/或，

和/或，所述保护气体为氮气。

7.权利要求1或2所述的聚苯并咪唑的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S101：在保护气体条件下，将含四胺基基团的化合物与含羟基二酸基团的化合物以0.8/1～1/1.2的摩尔比溶解于含多聚磷酸的澄清溶液中，加热至160℃～220℃反应1h～48h，然后洗涤至中性后，过滤并收集滤渣然后干燥，得到聚苯并咪唑中间物；优选地，所述含四胺基基团的化合物与所述含羟基二酸基团的化合物的质量之和占所述澄清溶液的1％～20％，和/或，所述含四胺基基团的化合物与所述含羟基二酸基团的化合物的摩尔比为(1.02:1)～(1:1.02)；和/或，所述含多聚磷酸的澄清溶液中，还包括五氧化二磷，优选地，所述五氧化二磷与所述多聚磷酸的质量比为1:(6～15)，更优选为1:(8～13)；

S102：将所述聚苯并咪唑中间物与卤代烃溶于溶剂后，回流2h～24h制备得到聚苯并咪唑。

8.根据权利要求7所述的聚苯并咪唑的制备方法，其特征在于，所述含四胺基基团的化合物选自式Ⅱ’或式Ⅲ’中的任意一种：

其中，X选自式(1)～式(7)中的任意一种：