[发明专利]主链中含磺酸盐链节的聚酰亚胺

说明书

本发明涉及一种高聚物，特别是一种主链中含磺酸盐(-SO₃-M-O₃S-)链节的聚酰亚胺。

聚酰亚胺是一种重要的高分子材料。它具有优良的综合性能，其耐热和耐辐射性能是目前工业化生产的高分子材料中最好的，高温下具有突出的介电性能、力学性能、耐辐射性能、耐燃性能、耐磨性能，制品尺寸稳定性好，耐有机溶剂，并且低温性能优良。但现有技术存的问题是：现存的酰亚胺不溶不熔，因而加工困难，成本高，主链上含磺酸盐(-SO₃-M-SO₃-)链节(其中M为金属)的聚酰亚胺国内外尚未见报到。日本文献J.Polym.Sci.，Polym.Chem.，29，83-91(1991)。作者HIDEAKI MATSODA报到了一种主链中含COOMOOC的聚脲和聚氨脂脲，其中M为金属，但与本发明主题不属于同一类。

本发明的目的在于提供一种可溶的、易加工、成本低、具有较好耐热性能、特殊的吸收光谱特征及一定功能作用的聚酰亚胺。

本发明的技术解决方案是：一种主链中含磺酸盐(-SO₃-M-O₃S-)链节的聚酰亚胺，其结构式为：

其中M为所有能形成或具有H₂N-Ar-SO₃-M-O₃S-Ar-NH₂结构的二价金属元素；X为四价芳香族基团、四价脂环族及脂肪族基团或四价杂环基团；Y为二价为有机基团；Ar为二价芳香族基团。含金属的-SO₃-M-SO₃-链节的引入是通过H₂N-Ar-SO₃-M-O₃S-Ar-NH₂和二胺与二酐的参与反应实现的。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

1.具有特殊的吸收光谱特征，可作隐身材料等特殊用途；

2.可溶性好，有良好的加工性能；

3.在聚酰亚胺中引进金属以后，增加了材料的功能性，可作催化剂等使用；

4.材料的耐热性能比现有材料有较大提高。

下面通过实施例对本发明作进一步描述。实施例1：主链中含-SO₃-Ba-SO₃-的聚酰亚胺，其结构式为：反应式为

制备过程为：在反应瓶中加入定量二胺ASA(Ba)和MDA[ASA(Ba)在总二胺中的摩尔百分比在0～100％之间变化]，以极性溶剂如DMF溶解，在10～25℃搅拌下逐次少量加入二酐(PMDA)粉末(二酐与二胺的摩尔比为1.020∶1，反应中固含量保持在25％，此时得到的分子量最大)，反应4h后，将所得聚酰胺酸(PAA)溶液顷于玻璃板上，刮平、除去溶剂得PAA(Ba)薄膜，此薄膜再经300℃高温真空脱水2h，即得PI(Ba)薄膜。这样就制得了主链上含-SO₃-Ba-O₃S的聚酰亚胺。

实验测得理化参数为：1.PI(Ba)   IR波数(cm^-1)

         酰亚胺结构          -SO₂-O-结构  10％   1775   1725    720    1190   1050    645  50％   1780   1725    720    1190   1050    645  100％  1780   1720    720    1190   1050    645

2.PI(Ba)固体核磁共振碳谱数据(ppm)

I式、II式中的①、②、③、④、⑤、⑥代表C_1～6的位置。

                        C₁   C₂  C₃   C₄   C₅  C₆  PI·Ba(10％)(式I，下同)  165.4 142.8 136.9 131.8 117.1 42.3  PI·Ba(50％)(式I，下同)  165.4 143.2 138.1 130.9 117.4 42.3  PI·Ba(100％)(式II，下同)165.4 142.7 136.8 131.0 117.8 129.2