专利名称：含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺单体制备聚酰亚胺的方法
技术领域：
本发明属聚酰亚胺的制备领域，特别是涉及含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺 单体制备聚酰亚胺的方法。
背景技术：
聚酰亚胺为综合性能优异的耐热髙分子材料。自六七十年代开始产业化以来，它们已 在各个领域得到应用。尤其是作为高性能纤维、高耐热复合材料基体及电子封装材料在航 空航天、机械、微电子、石油化工等行业有着广泛的应用。尽管这类耐高温材料具有优异 的综合性能，但由于它们所具有的刚性主链结构、以及分子间存在的较强相互作用和分子 链的紧密堆积，致使大部分聚酰亚胺有很高的熔融温度，又不溶于有机溶剂(大多只溶于 浓硫酸)，给其成型加工带来困难。这限制了它们在相关领域的进一步应用，尤其难以应 用在耐高温涂料、薄膜中。为了克服这些缺点并且制备出加工性能良好、综合性能优异的 聚酰亚胺，人们投入了很大的努力。
可溶性含氟聚醚酰亚胺是近年来研究的热点，由于该类聚合物分子主链中含有柔性的
醚键和大的取代侧基(CF3)，通常表现出良好的溶解性，室温下可溶于N，N-二甲基乙酰胺 (DMAc)、 N，N-二甲基甲酰胺(DMF)等常规溶剂。同时由于氟原子独特的物理化学性质， 如较大的电负性、较小的原子半径、较低的摩尔极化率等，使得这类材料具有较好的光学 性能和介电性能，较低的吸湿率等。
含氟侧基和醚键的引入虽然解决了聚酰亚胺不溶的难题，但是由于在聚合物分子主链 中引入了较大密度的柔性结构单元醚键，所以这类聚酰亚胺的玻璃化温度一般都只在 200 300"之间，与商品化的聚酰亚胺相比有较大的损失，在一定程度上降低了聚酰亚胺 耐高温性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺单体制 备聚酰亚胺的方法，本发明所得聚酰亚胺具有良好的溶解性能，可溶于常规的有机溶剂， 优异的耐热性能、力学te能、良好的成膜性和光学性能，低的介电常数。
本发明的含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺单体制备聚酰亚胺的方法，包括 在氮气保护下，将含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺和芳香二酐单体以等摩尔 比溶于间甲酚有机溶剂中，得总固体质量百分数为5 20%，用异喹啉做催化剂，通过氮 气流带水，100 140"縮合反应2 5h后，继续在l卯 200"脱水亚胺化10~20h，经一步
3聚合后，将反应产物倒入甲醇或乙醇中，收集沉淀物干燥，得纤维状白色或浅黄色聚酰亚 胺聚合物。
所述的含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺单体在另一篇申请"含双杂萘酮结构 和三氟甲基取代芳香二胺单体及其制备"中已介绍。
所述的芳香二酐单体是均苯四酸二酐、联苯四酸二酐、二苯甲酮四酸二酐或二苯醚四 酸二酐。
所述的异喹啉用量是含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺(或芳香二酐单体)摩尔数
的2~6倍。
所得聚酰亚胺结构式如下示
n在2(M0。
聚酰亚胺的制备是以含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺单体为主要单体，分别 与市售芳香二酐单体，以公知的反应程序合成聚酰亚胺。 有益效果
(1) 本发明所得聚酰亚胺具有良好的溶解性能，可溶于常规的有机溶剂如N-甲基吡咯烷 酮、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺等，部分聚合物能溶于氯仿、四氢呋喃等低沸 点溶剂中；
(2) 优异的耐热性能，玻璃化温度和起始分解温度分别在300和50(TC以上；
(3) 优异的力学性能和良好的成膜性，膜的拉伸强度在70 150MPa之间，断裂伸长率在 5 20%之间，起始模量在2.3GPa以上；
(4) 优异的光学性能，截断波长在350 380ran之间，可见光范围内具有高的透光率；低 的介电常数，介电常数在1.75 2.95之间。
具体实施例方式
下面结合具体实施例，进一歩阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而
其中，Ar为不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定
的范围。
实施例1
在干燥并通有氮气的50ml三口圆底烧瓶中分别加入1.5mmo1含双杂萘酮结构和三氟 甲基取代芳香二胺和1.5mmol二苯醚四酸二酐，再加入15ml间甲酚溶剂(体系固含量在5 20%)，再加入约0.4g异喹啉做催化剂，将反应体系升温至100"反应2 3h后，再升温至 l卯-200匸反应约15h，冷却至120'C后将聚合物溶液倒入300ml甲醇或乙醇中，通过抽虑 收集沉淀物，用沸水泡洗2遍，在150'C真空干燥得到白色纤维状聚酰亚胺。
实施例2
在干燥并通有氮气的50ml三口圆底烧瓶中分别加入1.5mmo1含双杂萘酮结构和三氟 甲基取代芳香二胺和1.5mmo1联苯四酸二酐，再加入20ml间甲酚溶剂(体系固含量在5~ 20%)，再加入约0.7g异喹琳做催化剂，将反应体系升温至130'C反应2 3h后，再升温至 195匸反应约10h，冷却至120C后将聚合物溶液倒入300ml甲醇或乙醇中，通过抽虑收集 沉淀物，用沸水泡洗2遍，在150X:真空干燥得到白色或浅黄色条状聚酰亚胺。
权利要求
1. 含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺单体制备聚酰亚胺的方法，包括在氮气保护下，将含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺和芳香二酐单体以等摩尔比溶于间甲酚有机溶剂中，得总固体质量百分数为5～20％，用异喹啉做催化剂，通过氮气流带水，100～140℃缩合反应2～5h后，继续在190～200℃脱水亚胺化10～20h，经一步聚合后，将反应产物倒入甲醇或乙醇中，收集沉淀物干燥，得纤维状白色或浅黄色聚酰亚胺聚合物。
2. 根据权利要求1所述的含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺单体制备聚酰亚胺的方 法，其特征在于所述的芳香二酐单体是均苯四酸二酐、联苯四酸二酐、二苯甲酮四酸二 酐或二苯醚四酸二酐。
3. 根据权利要求1所述的含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺单体制备聚酰亚胺的方 法，其特征在于所述的异喹啉用量是含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺或芳香二酐单体摩尔数的2 6倍。
4. 根据权利要求1所述的含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺单体制备聚酰亚胺的方法，其特征在于所得聚酰亚胺结构式为n在20 50。
全文摘要
本发明涉及含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺单体制备聚酰亚胺的方法，包括在氮气保护下，将含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺和芳香二酐单体以等摩尔比溶于间甲酚有机溶剂中，得总固体质量百分数为5～20％，用异喹啉做催化剂，通过氮气流带水，100～140℃缩合反应2～5h后，继续在190～200℃脱水亚胺化10～20h，经一步聚合后，将反应产物倒入甲醇或乙醇中，收集沉淀物干燥，得纤维状白色或浅黄色聚酰亚胺聚合物。本发明所得聚酰亚胺具有良好的溶解性和成膜性、优越的耐高温性能和力学性能、高的光学透明性和低的介电常数等优异的综合性能。
文档编号C08G73/00GK101456954SQ20081020761
公开日2009年6月17日 申请日期2008年12月23日 优先权日2008年12月23日
发明者光 李, 杨胜林, 江建明, 汪称意, 金俊弘 申请人:东华大学