基于2,2’,3,3’-联苯四甲酸二酐热重排聚合物及其制法与应用

文档序号:32565677发布日期:2022-12-16 19:28阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种基于2,2’,3,3
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联苯四甲酸二酐热重排聚合物,其特征在于,它具有如式(i)所示的结构:其中,10<n<500,ar选自下式中的任一者或两者以上所示的结构:
其中,虚线代表氨基的接入位置,曲线代表羟基的接入位置。2.如权利要求1所述的基于2,2’,3,3
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联苯四甲酸二酐热重排聚合物的制备方法,其特征在于包括:在保护性气氛下,使包含2,2’,3,3
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联苯四甲酸二酐、邻羟基二胺、第一催化剂和第一溶剂的第一均匀混合反应体系于60~100℃反应1~3h,之后于150~220℃继续反应10~20h,制得邻羟基聚酰亚胺前驱体聚合物;或者,在保护性气氛下,使包含2,2’,3,3
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联苯四甲酸二酐、邻羟基二胺、保护基试剂、乙酸酐、脱水剂、第二催化剂和第二溶剂的第二均匀混合反应体系于室温下反应,制得邻酯基聚酰亚胺前驱体聚合物;以及,在保护性气氛中,于400~450℃对所述邻羟基聚酰亚胺前驱体或者所述邻酯基聚酰亚胺前驱体聚合物煅烧1~3h,制得基于2,2’,3,3
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联苯四甲酸二酐热重排聚合物;其中,所述的2,2’,3,3
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联苯四甲酸二酐具有如式(ii)所示的结构:
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述邻羟基二胺选自下式中的任一者或两者以上所示的结构:
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:所述第一催化剂包括碱性催化剂和/或酸性催化剂;优选的,所述碱性催化剂包括异喹啉和/或三乙胺;优选的,所述酸性催化剂包括芳香族羧酸;更为优选的,所述芳香族羧酸包括苯甲酸和/或对羟基苯甲酸;和/或,所述第一溶剂包括酚类化合物、卤代苯、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、硝基苯中的任意一种或两种以上的组合;优选的,所述酚类化合物包括间甲酚和/或对氯苯酚;优选的,所述卤代苯包括邻二氯苯;和/或,所述邻羟基聚酰亚胺前驱体聚合物具有如式(iii)所示的结构:
其中,10<n<500,ar选自下式中的任一者或两者以上所示的结构:
其中,虚线代表氨基的接入位置,曲线代表羟基的接入位置;和/或,所述第一均匀混合反应体系中的固含量为10~30wt%;和/或,所述第一均匀混合反应体系中2,2’,3,3
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联苯四甲酸二酐与邻羟基二胺的摩尔比为1∶1;和/或,所述制备方法还包括:在所述第一均匀混合反应体系反应完成后,对获混合物进行纯化处理;优选的,所述纯化处理包括:将所获混合物溶解于第一有机溶剂,之后于水中进行沉降处理;优选的,所述第一有机溶剂包括丙酮、甲醇、乙醇中的任意一种或两种以上的组合。5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于具体包括:在保护性气氛下,使邻羟基二胺溶于第二溶剂,再于-10~0℃加入保护基试剂、2,2’,3,3
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联苯四甲酸二酐,并于室温下反应18~24h,之后加入乙酸酐、脱水剂、第二催化剂形成所述第二均匀混合反应体系,继续反应18~24h,制得邻酯基聚酰亚胺前驱体聚合物。和/或,所述第二溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的任意一种或两种以上的组合;和/或,所述保护基试剂包括硅烷保护剂;优选的,所述硅烷保护剂包括三甲基氯硅烷、叔丁基二甲基氯硅烷、叔丁基二苯基氯硅烷中的任意一种或两种以上的组合;和/或,所述脱水剂包括酸酐、乙酰氯、氯化亚砜、有机硅化合物中的任意一种或两种以
上的组合;和/或,所述第二催化剂包括叔胺催化剂;优选的,所述叔胺催化剂包括三乙胺、吡啶、甲基吡啶中的任意一种或两种以上的组合;和/或,所述邻酯基聚酰亚胺前驱体聚合物具有如式(iv)所示的结构:其中,10<n<500,ar选自下式中的任一者或两者以上所示的结构:
其中,虚线代表氨基的接入位置,曲线代表羟基的接入位置;和/或,所述第二均匀混合反应体系中2,2’,3,3
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联苯四甲酸二酐与邻羟基二胺的摩尔比为1∶1;和/或,所述第二均匀混合反应体系中的固含量为10~30wt%;和/或,所述制备方法还包括:在所述第二均匀混合反应体系反应完成后,对获混合物进行纯化处理;优选的,所述纯化处理包括:将所获混合物溶解于第二有机溶剂,之后于甲醇中进行沉降处理;优选的,所述第二有机溶剂包括二氯甲烷和/或氯仿。
6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于具体包括:在保护性气氛中,采用5~10℃/min的速率升温至400~450℃,并对所述邻羟基聚酰亚胺前驱体或者所述邻酯基聚酰亚胺前驱体聚合物煅烧1~3h,之后以10~20℃/min的速率降至室温,制得所述基于2,2’,3,3
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联苯四甲酸二酐热重排聚合物。7.一种基于2,2’,3,3
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联苯四甲酸二酐热重排聚合物膜,其特征在于包含权利要求1所述的基于2,2’,3,3
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联苯四甲酸二酐热重排聚合物;优选的,所述基于2,2’,3,3
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联苯四甲酸二酐热重排聚合物膜的厚度为60~80μm。8.如权利要求7所述的基于2,2’,3,3
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联苯四甲酸二酐热重排聚合物膜的制备方法,其特征在于包括:采用权利要求2-6中任一项所述方法制备邻羟基聚酰亚胺前驱体聚合物或者邻酯基聚酰亚胺前驱体聚合物;将所述邻羟基聚酰亚胺前驱体聚合物或者所述邻酯基聚酰亚胺前驱体聚合物进行成膜处理,从而形成邻羟基聚酰亚胺前驱体薄膜或者所述邻酯基聚酰亚胺前驱体聚合物薄膜;以及,在保护性气氛中,于400~450℃对所述邻羟基聚酰亚胺前驱体薄膜或者所述邻酯基聚酰亚胺前驱体聚合物薄膜煅烧1~3h,制得基于2,2’,3,3
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联苯四甲酸二酐热重排聚合物膜。9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于具体包括:将所述邻羟基聚酰亚胺前驱体聚合物或者所述邻酯基聚酰亚胺前驱体聚合物溶于极性非质子溶剂并进行真空消泡处理,形成邻羟基聚酰亚胺前驱体聚合物溶液或者所述邻酯基聚酰亚胺前驱体聚合物溶液;以及,采用流延法将所述邻羟基聚酰亚胺前驱体聚合物溶液或者所述邻酯基聚酰亚胺前驱体聚合物溶液施加于基体表面并进行干燥,之后采用梯度升温去除溶剂,从而形成邻羟基聚酰亚胺前驱体薄膜;优选的,所述干燥处理的温度为60~80℃,干燥时间10~20h;优选的,所述极性非质子溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、间甲酚中的任意一种或两种以上的组合;和/或,在保护性气氛中,采用5~10℃/min的速率升温至400~450℃,并对所述邻羟基聚酰亚胺前驱体薄膜或者所述邻酯基聚酰亚胺前驱体聚合物薄膜煅烧1~3h,之后以10~20℃/min的速率降至室温,制得所述基于2,2’,3,3
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联苯四甲酸二酐热重排聚合物膜。10.权利要求1所述的基于2,2’,3,3
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联苯四甲酸二酐热重排聚合物或权利要求7所述的基于2,2’,3,3
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联苯四甲酸二酐热重排聚合物膜于气体分离中的用途;优选应用于二氧化碳/甲烷或者氢气/甲烷的分离。

技术总结
本发明公开了一种基于2,2’,3,3


技术研发人员:阎敬灵 路瑶 胡小凡 王震
受保护的技术使用者:中国科学院宁波材料技术与工程研究所
技术研发日:2021.05.31
技术公布日:2022/12/15
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