[發明專利]一種芳香族聚苯并咪唑的制備方法

無效

• 申請號: 201110186933.0
• 申請日: 2011-07-05
• 公開（公告）號: CN102863620A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 滕鑫;顧曉軍
• 申請（專利權）人: 上海帝埃碧化學科技有限公司
• 主分類號: C08G73/18
• 分類號: C08G73/18
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明屬聚合物樹脂的制備技術領域，特別涉及到一種芳香族聚苯并咪唑的制備方法。

背景技術

聚苯并咪唑，英文名Polybenzimidazoles，簡稱PBI，屬于無定型的特殊工程塑料。PBI是由美國國家航空航天局與美國空軍材料實驗室共同開發出的高性能樹脂，具有非常優異的耐高溫性、耐低溫性、力學性能以及阻燃性能，同時具有耐磨、耐輻射、耐酸堿性，是一種極具應用前景的高性能樹脂材料，應用領域涉及到航空航天、光學、微電子等諸多高科技領域。隨著技術發展的需要，PBI的應用領域也逐漸向民用轉移。然而，由于普通的PBI樹脂只能溶解于硫酸等強酸，因此加工非常困難，PBI鑄件的成型技術及纖維拉絲技術僅掌握在美國等極少數發達國家手中。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種芳香族聚苯并咪唑的制備方法，通過改變PBI的分子結構，在聚合物主鏈中引入醚鍵并增加一定組分的烷烴鏈段，調整了PBI主鏈的剛性，同時提高了其在有機溶劑中的溶解性，使PBI樹脂的易于加工。

本發明的技術解決方案如下：

一種芳香族聚苯并咪唑的制備方法，其特點是該方法包括如下步驟：

第一步：在氮氣保護下，將等摩爾比的芳香族四胺和二酸單體加入到強酸性溶液中，進行縮聚反應，反應溫度為100-25^0℃，反應時間為0.5-30h；

第二步：將第一步所得產物倒入水中沉淀出聚合物，再將該聚合物用水反復洗滌后，在堿性溶液中浸泡以去除殘留的酸，再浸泡在含有保險粉的沸水中0.5-6h；

第三步：將第二步所得產物在溫度為50-150℃的真空環境下干燥，即得到芳香族聚苯并咪唑。

所述的芳香族四胺是1，2，4，5-四氨基苯、1，2，5，6-四氨基萘、3，3’，4，4’-四氨基二苯砜、3，3’，4，4’-四氨基二苯硫醚、3，3’，4，4’-四氨基聯苯或3，3’，4，4’-四氨基聯苯鹽酸鹽、3，3’，4，4’-四氨基二苯甲酮、3，3’，4，4’-四氨基二苯甲烷或2，2-雙[4-(3，4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷中的一種或者幾種的混合物。

當所述的芳香族四胺含有3，3’，4，4’-四氨基聯苯鹽酸鹽時，首先需將該芳香族四胺在氮氣保護下加入強酸性溶液中加熱攪拌脫除鹽酸后再加入二酸單體。

所述的二酸單體是4，4’-二羧基二苯醚和含4～10個碳的直鏈烷烴二酸(例如丁二酸、癸二酸、己二酸等)或它們的混合物。

所述的4，4’-二羧基二苯醚與直鏈烷烴二酸的混合物中4，4’-二羧基二苯醚占總的二酸的摩爾比例為5～95％。

所述的強酸性溶液是多聚磷酸、多聚磷酸加五氧化二磷溶液或甲烷磺酸加五氧化二磷溶液。

所述的多聚磷酸加五氧化二磷溶液或甲烷磺酸加五氧化二磷溶液中該五氧化二磷占溶液的質量比為5-30％。

所述的堿性溶液是氫氧化鈉溶液、碳酸氫鈉溶液、碳酸鈉溶液或碳酸鉀溶液。

所述的保險粉是硫代硫酸鈉、連二亞硫酸鈉或硫代硫酸銨。

所述的保險粉在水溶液中的濃度為0.1-5％。

所述的芳香族聚苯并咪唑的具體反映方程式如下，其中0＜m＜200，0＜n＜200，4＜x＜10。

與現有技術相比，采用本發明的制備方法得到芳香族聚苯并咪唑具有分子量高，熱穩定性好，溶解性及成膜性優等特點，并且制備工藝簡單，對設備要求低，便于操作，有利于工業化的實現。

附圖說明

圖1是實施例1氮氣氣氛失重曲線(TGA)

圖2是實施例2氮氣氣氛失重曲線(TGA)

圖3是實施例3氮氣氣氛失重曲線(TGA)

圖4是實施例4氮氣氣氛失重曲線(TGA)

圖5是實施例5氮氣氣氛失重曲線(TGA)

圖6是實施例6氮氣氣氛失重曲線(TGA)

圖7是實施例7氮氣氣氛失重曲線(TGA)

圖8是實施例8氮氣氣氛失重曲線(TGA)

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明作進一步說明，但不應以此限制本發明的保護范圍。

實施例1