专利名称：含氰基侧链改性联苯型二酐中间体及其合成方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明属于高分子材料领域，特别涉及含氰基侧链改性联苯型二酐中间体及其合成方法与用途。
背景技术：
聚酰亚胺是指主链结构中含酰亚胺环的一类聚合物，早在1908年此类聚合物就已有报道。而今，聚酰亚胺因其突出的综合性能和广泛的应用领域而备受关注。目前的研究多集中于芳香族聚酰亚胺，因为此类聚酰亚胺具有优异的热稳定性、机械性能、化学惰性、 介电性能和耐辐射性能，例如，由3，3' ,4,4'-联苯二酐和对苯二胺经缩聚合而成的聚酰亚胺，其热分解温度高达600°C。但是，此种聚酰亚胺由于其较差的溶解性能和较高的熔融温度，导致材料加工困难〔C.E. Srong，Prog.Polym. Sci.，1991 ；16 :561〕。因此，设计合成新型联苯型二酐中间体作为制备聚酰亚胺的原料十分必要，以便所制备的聚酰亚胺不仅具有优异的热稳定性、机械性能、化学惰性、介电性能和耐辐射性，而且其溶解性得到改善。
发明内容
本发明的目的是提供一种含氰基侧链改性联苯型二酐中间体及其合成方法，以增加联苯型二酐中间体的类型，本发明的再一目的是将含氰基侧链改性联苯型二酐中间体用于制备聚酰亚胺。本发明所述含氰基侧链改性联苯型二酐中间体，其结构式为
权利要求
1.含氰基侧链改性联苯型二酐中间体，其特征在于结构式为
2. —种权利要求1所述含氰基侧链改性联苯型二酐中间体的制备方法，其特征在于工艺步骤如下(1)第二化合物的制备以第一化合物联苯四酸二酐和复合溶剂为原料，所述复合溶剂由甲醇和浓硫酸配制而成，甲醇与浓硫酸的体积比=20 1 3，第一化合物联苯四酸二酐的质量复合溶剂的体积=1 15 25，第一化合物联苯四酸二酐的质量以克计量，复合溶剂的体积以毫升计量，或第一化合物联苯四酸二酐的质量以公斤计量，复合溶剂的体积以升计量；将第一化合物联苯四酸二酐和复合溶剂加入反应容器中，在常压下加热至80 95°C 回流10 32小时，回流时间届满后，静置至少10小时，然后过滤、洗涤除去硫酸，并将所获滤饼干燥即得到第二化合物，其结构式为
3. —种权利要求1所述含氰基侧链改性联苯型二酐中间体的制备方法，其特征在于工艺步骤如下(1)第二化合物的制备以第一化合物联苯四酸二酐和复合溶剂为原料，所述复合溶剂由甲醇和浓硫酸配制而成，甲醇与浓硫酸的体积比=20 1 3，第一化合物联苯四酸二酐的质量复合溶剂的体积=1 15 25，第一化合物联苯四酸二酐的质量以克计量，复合溶剂的体积以毫升计量，或第一化合物联苯四酸二酐的质量以公斤计量，复合溶剂的体积以升计量；将第一化合物联苯四酸二酐和复合溶剂加入反应容器中，在常压下加热至80 95°C 回流10 32小时，回流时间届满后，静置至少10小时，然后过滤、洗涤除去硫酸，并将所获滤饼干燥即得到第二化合物，其结构式为
4.根据权利要求2或3所述含氰基侧链改性联苯型二酐中间体的制备方法，其特征在于所述水为去离子水、蒸馏水、自来水中的一种。
5.权利要求1所述含氰基侧链改性联苯型二酐中间体在制备聚酰亚胺中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于原料包括权利要求1所述含氰基侧链改性联苯型二酐中间体、二元胺、溶剂I和组分IV，含氰基侧链改性联苯型二酐中间体与二元胺的摩尔比为1 1，溶剂I的用量是将含氰基侧链改性联苯型二酐中间体和二元胺加入溶剂 I所形成的混合液的固含量为10% 20%，组份IV为异喹啉和甲苯或乙酸酐和吡啶组成的混合物，当组份IV为异喹啉和甲苯组成的混合物时，异喹啉量不超过溶剂I体积的0. 5%, 甲苯与溶剂I的体积比为0. 2 0. 5 1，当组份IV为乙酸酐和吡啶组成的混合物时，乙酸酐与吡啶的摩尔比为1 0.5 1.5，乙酸酐与含氰基侧链改性联苯型二酐中间体的摩尔比为4 20 1，在氮气保护下将二元胺溶于部分溶剂I，将含氰基侧链改性联苯型二酐中间体加入含二元胺的溶剂I中，此部分溶剂I的量控制在混合液的固含量在15% 30%，于常压、室温搅拌2 48小时，然后补加余下的溶剂I，使混合液的固含量降至10% 20%，于常压、室温反应0. 5 1小时，得到聚酰胺酸溶液，继后将组份IV加入聚酰胺酸溶液，在常压、室温下搅拌2 3小时，再加热至80 250°C反应1 12小时，或加热至80 250°C反应1 12小时，得到聚酰亚胺溶液，将聚酰亚胺溶液倒入溶剂II中并过滤，将所获滤饼干燥即得到粉末状聚酰亚胺，溶剂II与聚酰亚胺溶液的体积比为10 30 1 ；所述溶剂I为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、间甲酚、N-甲基吡咯烷酮中一种；所述溶剂II为甲醇、丙酮、四氢呋喃中的一种；所述二元胺的结构式为H2N-Ar-NH2，式中，Ar如下
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于原料包括权利要求1所述含氰基侧链改性联苯型二酐中间体、二元胺和溶剂I，含氰基侧链改性联苯型二酐中间体与二元胺的摩尔比为1 1，溶剂I的用量是将含氰基侧链改性联苯型二酐中间体和二元胺加入溶剂I所形成的混合液的固含量为10% 20% ；在氮气保护下将二元胺溶于部分溶剂I，将含氰基侧链改性联苯型二酐中间体加入含二元胺的溶剂I中，此部分溶剂I的量控制在混合液的固含量在15% 30%，于常压、室温反应2 48小时，然后补加余下的溶剂I，使混合液的固含量降至10% 20%，于常压、室温搅拌0. 5 1小时，得到聚酰胺酸溶液；真空脱泡除去聚酰胺酸溶液中的空气，然后将聚酰胺酸溶液涂覆在玻璃板上并将涂覆有聚酰胺酸溶液的玻璃板放入反应容器，在60 360°C梯度升温，总升温时间控制在4 12小时，即得到聚酰亚胺膜；所述溶剂I为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、间甲酚、N-甲基吡咯烷酮中一种；所述二元胺的结构式为H2N-Ar-NH2,式中，Ar如下
全文摘要
一种含氰基侧链改性联苯型二酐中间体，其结构式为上述结构式中，R为-O-R1或-S-R1或-CN。上述中间体有两种制备方法，第一种制备方法的步骤(1)第二化合物的制备；(2)第三化合物的制备；(3)第四化合物的制备；(4)第五化合物的制备；(5)含氰基侧链改性联苯型二酐中间体的制备。第二种制备方法的步骤(1)第二化合物的制备；(2)第三化合物的制备；(3)第四化合物-a的制备；(4)第四化合物-b的制备；(5)第五化合物的制备；(6)含氰基侧链改性联苯型二酐中间体的制备。
文档编号C07D307/89GK102329290SQ20111030501
公开日2012年1月25日 申请日期2011年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者曾科, 朱俊, 杨刚, 申晓华, 胡军, 赵永超, 高帅 申请人:四川大学