一種非共平面結構可溶性聚醯亞胺材料及其製備方法
2023-09-22 00:27:50 1
一種非共平面結構可溶性聚醯亞胺材料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種非共平面結構可溶性聚醯亞胺材料及其製備方法。該非共平面結構可溶性聚醯亞胺材料的結構通式為：；在氮氣保護下，將等摩爾含三氟甲基、異丙基及非共平面結構芳香二胺和芳香二酐單體充分溶於N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，使其總固含量質量百分數為5~15%，室溫下反應24小時，生成前驅體PAA，然後加入脫水劑和脫水催化劑，在80~100℃下經化學脫水環化反應6~10小時，冷卻至室溫，製得棕黃色粘稠狀液體；向製得的棕黃色粘稠狀液體中滴加氯仿充分稀釋，然後將稀釋產物倒入甲醇或乙醇中進行沉澱，過濾，乾燥，最後得到纖維狀聚合物，即為非共平面結構可溶性聚醯亞胺材料。
【專利說明】-種非共平面結構可溶性聚醜亞胺材料及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於高分子學科領域，特別是涉及一種含H氣甲基、異丙基及非共平面結 構可溶性高透明聚醜亞胺材料及其製備方法。
【背景技術】
[0002] 聚醜亞胺是一類在分子結構主鏈上含有醜亞胺環的芳雜環聚合物，具有耐高低 溫、耐福射、化學穩定性優異、介電性能和力學性能優良的綜合特性，近四十年來在許多高 科技領域得到了廣泛應用，如航空航天、微電子、光電子及汽車工業等。然而由於分子鏈的 剛性和分子間的強相互作用，使得普通的聚醜亞胺材料呈現出既不烙融也不溶解、加工性 能差等缺點，從而進一步限制了它們的廣泛應用。另外，由於聚醜亞胺分子結構的高度共輛 性和電荷轉移絡合物作用（CTC)，材料通常呈現不同程度的顏色，在可見光範圍內透明性 較差，使得它們在光學領域的應用同樣受到很大的限制。為了解決上述缺點，製備出溶解性 能好、光學透明性高及熱穩定性良好等綜合性能優異的聚醜亞胺材料，科研工作者在該方 面進行了大量的研究。
[0003] 近年來含氣可溶性聚醜亞胺相關研究成果有諸多報導，含氣，尤其是含有H氣甲 基取代結構的聚醜亞胺，由於H氣甲基大的自由體積W及氣原子獨特的物理化學性質，女口 較大的電負性、較小的原子半徑、較低的摩爾極化率等，使得該類聚醜亞胺表現出較傳統 聚醜亞胺更好的溶解性能、光學性能、介電性能和較低的吸溼率。除此外採用合成具有大空 間位阻及非共平面結構可溶性聚醜亞胺材料，也是近年來研究的熱點，通過破壞主鏈的剛 直鏈結構和分子間的相互作用力，破壞聚醜亞胺分子結構電荷轉移絡合物（CTC)的形成，極 大的改善了聚醜亞胺的溶解性能和光學透明性能。此方法合成簡單、價格廉價、材料綜合性 能優異等優點，是目前普遍採用合成可溶性聚醜亞胺的方法之一。例如王雪亮等人報導了 一種可溶性高性能聚醜亞胺及其製備方法（CN 101851331);王凱賓等人發明了基於含氣聚 醜亞胺的有機非線性光學聚合物及其合成方法（CN 101942091);邱鳳仙等人研究了含氣聚 醜亞胺及製備方法及其用途（CN 1978488)。此類材料具有良好的熱性能、優異的溶解性能、 高的光學透明性、低介電常數及低吸溼率等綜合性能，在航空航天、微電子及光電子等領域 得到廣泛的應用。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種非共平面結構可溶性聚醜亞胺材料及其製備方法。該非 共平面結構可溶性聚醜亞胺材料含H氣甲基、異丙基及非共平面結構，且可溶性好，光學透 明性高。
[0005] 本發明的非共平面結構可溶性聚醜亞胺材料的結構通式為：
【權利要求】
1. 一種非共平面結構可溶性聚醯亞胺材料，其特徵在於所述非共平面結構可溶性聚醯 亞胺材料的結構通式為：
2. 根據權利要求1所述的非共平面結構可溶性聚醯亞胺材料的製備方法，其特徵在於 具體步驟為： (1) 在氮氣保護下，將等摩爾含三氟甲基、異丙基及非共平面結構芳香二胺和芳香二酐 單體充分溶於N-甲基吡咯烷酮中，使其總固含量質量百分數為5~15%，室溫下反應24小時， 生成前驅體PAA，然後加入脫水劑和脫水催化劑，在8(n〇(TC下經化學脫水環化反應6~10 小時，冷卻至室溫，製得棕黃色粘稠狀液體； (2) 向步驟（1)製得的棕黃色粘稠狀液體中滴加氯仿充分稀釋，然後將稀釋產物倒入 甲醇或乙醇中進行沉澱，過濾，乾燥，最後得到纖維狀聚合物，即為非共平面結構可溶性聚 醯亞胺材料； 所述含三氟甲基、異丙基及非共平面結構的二胺單體為3, 3 y -二異丙基-4, 4 y -二氨 基苯基-4 z 三氟甲基甲苯，對應的結構式為：
所述芳香二酐為3, 3 z，4,4 均苯四甲酸二酐、3, 3 z，4,4 聯苯四甲酸二酐、 3,3、4,4 z -二苯醚四甲酸二酐、3,3、4,4 z -二苯酮四甲酸二酐、3,3、4,4 z -二苯 硫醚四甲酸二酐、3, 3、4, 4 z -二苯碸四甲酸二酐、2, 2-雙（3, 4-二羧基苯基）六氟丙 烷二酐、2, 2-雙[4-(3,4-二羧基苯氧基）苯基]六氟丙烷二酐、1，4-雙（3, 4-二羧基苯 氧基）-2, 3 z -二叔丁基苯二酐、3, 3 z -雙（3, 4-二羧基苯氧基）二苯醚二酐和1，6-雙 (3, 4-二羧基苯氧基）-萘二酐中任何一種； 所述脫水劑為乙酸酐，脫水催化劑為吡啶、甲基吡啶或三乙胺。
3.根據權利要求1或2所述的非共平面結構可溶性聚醯亞胺材料的應用，其特徵在於 該非共平面結構可溶性聚醯亞胺材料應用於微電子、光電子及耐高溫材料領域。
【文檔編號】C08G73/10GK104356387SQ201410630670
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月11日 優先權日:2014年11月11日
【發明者】黃孝華, 裴響林, 潘顯棟, 陶歆妍, 嶽磊磊, 文德興, 李美顏 申請人:桂林理工大學