含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體及其合成方法與應用的製作方法
2023-08-07 01:15:36 2
專利名稱：含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體及其合成方法與應用的製作方法
技術領域：
本發明屬於高分子材料領域，特別涉及含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體及其合成方法與用途。
背景技術：
聚醯亞胺是指主鏈結構中含醯亞胺環的一類聚合物，早在1908年此類聚合物就已有報導。而今，聚醯亞胺因其突出的綜合性能和廣泛的應用領域而備受關注。目前的研究多集中於芳香族聚醯亞胺，因為此類聚醯亞胺具有優異的熱穩定性、機械性能、化學惰性、 介電性能和耐輻射性能，例如，由3，3' ,4,4'-聯苯二酐和對苯二胺經縮聚合而成的聚醯亞胺，其熱分解溫度高達600°C。但是，此種聚醯亞胺由於其較差的溶解性能和較高的熔融溫度，導致材料加工困難〔C.E. Srong，Prog.Polym. Sci.，1991 ；16 :561〕。因此，設計合成新型聯苯型二酐中間體作為製備聚醯亞胺的原料十分必要，以便所製備的聚醯亞胺不僅具有優異的熱穩定性、機械性能、化學惰性、介電性能和耐輻射性，而且其溶解性得到改善。
發明內容
本發明的目的是提供一種含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體及其合成方法，以增加聯苯型二酐中間體的類型，本發明的再一目的是將含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體用於製備聚醯亞胺。本發明所述含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體，其結構式為
權利要求
1.含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體，其特徵在於結構式為
2. —種權利要求1所述含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體的製備方法，其特徵在於工藝步驟如下(1)第二化合物的製備以第一化合物聯苯四酸二酐和複合溶劑為原料，所述複合溶劑由甲醇和濃硫酸配製而成，甲醇與濃硫酸的體積比=20 1 3，第一化合物聯苯四酸二酐的質量複合溶劑的體積=1 15 25，第一化合物聯苯四酸二酐的質量以克計量，複合溶劑的體積以毫升計量，或第一化合物聯苯四酸二酐的質量以公斤計量，複合溶劑的體積以升計量；將第一化合物聯苯四酸二酐和複合溶劑加入反應容器中，在常壓下加熱至80 95°C 回流10 32小時，回流時間屆滿後，靜置至少10小時，然後過濾、洗滌除去硫酸，並將所獲濾餅乾燥即得到第二化合物，其結構式為
3. —種權利要求1所述含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體的製備方法，其特徵在於工藝步驟如下(1)第二化合物的製備以第一化合物聯苯四酸二酐和複合溶劑為原料，所述複合溶劑由甲醇和濃硫酸配製而成，甲醇與濃硫酸的體積比=20 1 3，第一化合物聯苯四酸二酐的質量複合溶劑的體積=1 15 25，第一化合物聯苯四酸二酐的質量以克計量，複合溶劑的體積以毫升計量，或第一化合物聯苯四酸二酐的質量以公斤計量，複合溶劑的體積以升計量；將第一化合物聯苯四酸二酐和複合溶劑加入反應容器中，在常壓下加熱至80 95°C 回流10 32小時，回流時間屆滿後，靜置至少10小時，然後過濾、洗滌除去硫酸，並將所獲濾餅乾燥即得到第二化合物，其結構式為
4.根據權利要求2或3所述含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體的製備方法，其特徵在於所述水為去離子水、蒸餾水、自來水中的一種。
5.權利要求1所述含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體在製備聚醯亞胺中的應用。
6.根據權利要求5所述的應用，其特徵在於原料包括權利要求1所述含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體、二元胺、溶劑I和組分IV，含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體與二元胺的摩爾比為1 1，溶劑I的用量是將含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體和二元胺加入溶劑 I所形成的混合液的固含量為10% 20%，組份IV為異喹啉和甲苯或乙酸酐和吡啶組成的混合物，當組份IV為異喹啉和甲苯組成的混合物時，異喹啉量不超過溶劑I體積的0. 5%, 甲苯與溶劑I的體積比為0. 2 0. 5 1，當組份IV為乙酸酐和吡啶組成的混合物時，乙酸酐與吡啶的摩爾比為1 0.5 1.5，乙酸酐與含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體的摩爾比為4 20 1，在氮氣保護下將二元胺溶於部分溶劑I，將含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體加入含二元胺的溶劑I中，此部分溶劑I的量控制在混合液的固含量在15% 30%，於常壓、室溫攪拌2 48小時，然後補加餘下的溶劑I，使混合液的固含量降至10% 20%，於常壓、室溫反應0. 5 1小時，得到聚醯胺酸溶液，繼後將組份IV加入聚醯胺酸溶液，在常壓、室溫下攪拌2 3小時，再加熱至80 250°C反應1 12小時，或加熱至80 250°C反應1 12小時，得到聚醯亞胺溶液，將聚醯亞胺溶液倒入溶劑II中並過濾，將所獲濾餅乾燥即得到粉末狀聚醯亞胺，溶劑II與聚醯亞胺溶液的體積比為10 30 1 ；所述溶劑I為N，N-二甲基甲醯胺、N，N-二甲基乙醯胺、間甲酚、N-甲基吡咯烷酮中一種；所述溶劑II為甲醇、丙酮、四氫呋喃中的一種；所述二元胺的結構式為H2N-Ar-NH2，式中，Ar如下
7.根據權利要求5所述的應用，其特徵在於原料包括權利要求1所述含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體、二元胺和溶劑I，含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體與二元胺的摩爾比為1 1，溶劑I的用量是將含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體和二元胺加入溶劑I所形成的混合液的固含量為10% 20% ；在氮氣保護下將二元胺溶於部分溶劑I，將含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體加入含二元胺的溶劑I中，此部分溶劑I的量控制在混合液的固含量在15% 30%，於常壓、室溫反應2 48小時，然後補加餘下的溶劑I，使混合液的固含量降至10% 20%，於常壓、室溫攪拌0. 5 1小時，得到聚醯胺酸溶液；真空脫泡除去聚醯胺酸溶液中的空氣，然後將聚醯胺酸溶液塗覆在玻璃板上並將塗覆有聚醯胺酸溶液的玻璃板放入反應容器，在60 360°C梯度升溫，總升溫時間控制在4 12小時，即得到聚醯亞胺膜；所述溶劑I為N，N-二甲基甲醯胺、N，N-二甲基乙醯胺、間甲酚、N-甲基吡咯烷酮中一種；所述二元胺的結構式為H2N-Ar-NH2,式中，Ar如下
全文摘要
一種含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體，其結構式為上述結構式中，R為-O-R1或-S-R1或-CN。上述中間體有兩種製備方法，第一種製備方法的步驟(1)第二化合物的製備；(2)第三化合物的製備；(3)第四化合物的製備；(4)第五化合物的製備；(5)含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體的製備。第二種製備方法的步驟(1)第二化合物的製備；(2)第三化合物的製備；(3)第四化合物-a的製備；(4)第四化合物-b的製備；(5)第五化合物的製備；(6)含氰基側鏈改性聯苯型二酐中間體的製備。
文檔編號C07D307/89GK102329290SQ20111030501
公開日2012年1月25日 申請日期2011年10月10日 優先權日2011年10月10日
發明者曾科, 朱俊, 楊剛, 申曉華, 胡軍, 趙永超, 高帥 申請人:四川大學