本申请涉及聚合物材料领域，特别是涉及一种新的聚酰亚胺及其制备方法。
背景技术：
聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环(-CO-NH-CO-)的一类聚合物，自从美国Dupont公司发明芳香族聚酰亚胺类化合物到现在，已经有多种不同性能的产品面世，由于聚酰亚胺具有出色的机械性能、电性能和热性能等独特的优势，在电子和特种材料当中的应用越来越广泛。但随着科学技术的发展，对聚酰亚胺的性能提出了更加精细的要求；现有的聚酰亚胺已经不能满足使用需求。
技术实现要素：
本申请的目的是提供一种全新结构的聚酰亚胺，及其制备方法。
本申请公开了一种聚酰亚胺，该聚酰亚胺为由式一所示的重复单元聚合而成的闭环结构，
其中，Ar为四羧基残基及其衍生物。
需要说明的是，本申请的关键在于，采用三(2-胺基乙烷)氧化膦三盐酸盐替代传统的二胺，使得本申请制备出的聚酰亚胺具备良好的热稳定性，并且由于三(2-胺基乙烷)氧化膦三盐酸盐的引入，使得制备的聚酰亚胺比现有的其它聚酰亚胺具备更大的比表面积；本申请中芳香二酐可以采用常规制备聚酰亚胺的芳香二酐，Ar为常规的四羧基残基及其衍生物。
为了达到更好的性能，本申请优选的方案中，优选采用Ar为具有苯基或取代苯基的芳香族四羧基残基及其衍生物的芳香二酐。
本申请的另一面公开了本申请的聚酰亚胺的制备方法，具体包括采用三(2-胺基乙烷)氧化膦三盐酸盐和芳香二酐先生成聚酰胺酸，然后再亚胺化关环，形成闭环结构的聚酰亚胺。
需要说明的是，本申请的制备方法中，其关键也是采用三(2-胺基乙烷)氧化膦三盐酸盐替代传统的二胺；生成聚酰胺酸以及闭环反应等的具体设备和条件，都可以参考常规的聚酰亚胺的制备方法进行，在此不累述。
优选的，本申请的聚酰亚胺中采用的芳香二酐为均苯四甲酸二酐、二苯醚四酐、二硫醚四酐、1,2,4,5-苯四酸酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐、4,4'-氧双邻苯二甲酸酐、3,3',4,4'-二苯基砜四羧酸二酸酐和3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐中的至少一种。
最优选的，芳香二酐为均苯四甲酸二酐。
需要说明的是，本申请的聚酰亚胺，其整个分子结构呈网状，并且孔径尺寸可以通过不同的芳香二酐来调节。
本申请的制备方法中，采用的三(2-胺基乙烷)氧化膦三盐酸盐的结构式如式二所示，
由于采用以上技术方案，本申请的有益效果在于：
本申请的聚酰亚胺由于三(2-胺基乙烷)氧化膦的引入，使得聚酰亚胺具备更大的比表面积大、分子空隙尺度可调整、弹性好耐拉伸、可具备液晶性质。由于此三胺为非芳香结构，非芳香结构打破了原来产品的长共轭结构，可获得透明产品，此材料还可应用于柔性显示基底材料。
具体实施方式
聚酰亚胺是一大类聚合物，由于具体采用的单体不同，所制备的聚酰亚胺的理化性能存在较大的差异。本申请在大量的研究过程中，创造性的提出，以三(2-胺基乙烷)氧化膦替代传统的二胺，与芳香二酐聚合生成闭环结构的聚酰亚胺，使得本申请的聚酰亚胺具备较好的耐热性、覆膜强度和薄膜性能，并具有大比表面积和有规则的空隙。
本申请的聚酰亚胺改变目前聚酰亚胺的直链型分子设计，变更为两维网状的分子结构，内含可调节的分子空隙，具有超大的比表面积，更高的撕裂强度。
下面通过具体实施例对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请
进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。
实施例
本例的三(2-胺基乙烷)氧化膦单体参见文献：Kasparek,Frantisek et al；Nickel(II),copper(II),zinc(II),cadmium(II)and mercury(II)complexes of tris(2-aminoethyl)phosphine oxide；Journal of Coordination Chemistry(1998),44(1-2),61-70。
本例的聚酰亚胺合成分为两步：第一步，先生成聚酰亚胺前驱体；第二步，把生成的聚酰亚胺前驱体在高温下进行闭环反应。
第一步，聚酰亚胺前驱体的合成：室温条件下，把1.156g,4mmol的式二所示的三(2-胺基乙烷)氧化膦三盐酸盐单体，和1.308g，6mmol的均苯四甲酸二酐加入到100ml的三口烧瓶中，随后加入15ml N,N-二甲基乙酰胺溶解反应单体，加入15ml三乙胺来中和。单体溶解完后，在三口瓶上配备机械搅拌，冷凝管及氮气。在氮气保护下继续搅伴反应20小时，即得到前驱体溶液。
第二步，聚酰亚胺的合成：把第一步合成的聚酰亚胺前驱体溶液加入烧瓶中，在温度为300℃下进行聚酰亚胺前驱体的闭环反应，得到新型的聚酰亚胺，本例制备的聚酰亚胺为由式一所示的重复单元聚合而成的闭环结构。因反应物单体三(2-胺基乙烷)氧化膦是星型结构，形成了本例的具有多孔结构的聚酰亚胺。
薄膜性能测试：将本例制备的聚酰亚胺制成膜后，测试其的热稳定性、拉伸变形和膜强度。结果显示，本例的聚酰亚胺薄膜具有耐热性好、覆膜强度高、薄膜性能好等特点。
比表面积测试：通过BET测试法来测试本例制备的聚酰亚胺薄膜的比表面结。结果显示，从结构本身可知，本例制备的聚酰亚胺具有类石墨烯的结构，但与石墨烯相比，它具有多孔结构，所以比石墨烯具有更大的比表面积。
另外，最佳的实施方式，三胺与二酐的摩尔比是2：3。
综上所述，本例的聚酰亚胺，具备更大的比表面积大、分子空隙尺度可调整、弹性好耐拉伸、可具备液晶性质。由于此三胺为非芳香结构，非芳香结构打破了原来产品的长共轭结构，可获得透明产品，此材料还可应用于柔性显示基底材料。
在以上研究的基础上，本例对芳香二酐进行了深入研究，结果显示，除均苯四甲酸以外，还可采用二苯醚四酐、二硫醚四酐、1,2,4,5-苯四酸酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐、4,4'-氧双邻苯二甲酸酐、3,3',4,4'-二苯基砜四羧酸二酸酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐等替代，其制备出的聚酰亚胺都具有耐热性好、比表面积大，与采用均苯四甲酸制备的聚酰亚胺的理化特性相当。此外，在闭环反应阶段，温度在100-350℃均可。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。