[發(fā)明專利]基于芴結(jié)構(gòu)的可溶性功能聚酰亞胺及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110207345.0
• 申請(qǐng)日: 2011-07-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102352039A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張藝;劉亦武;許家瑞;秦澤鑫;陳亮輝;蘭麒;劉四委;池振國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G73/10
• 分類號(hào): C08G73/10;C08J5/18;C09K11/06
• 代理公司: 廣州新諾專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44100
• 代理人: 周端儀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料科學(xué)領(lǐng)域，特別是一種基于芴結(jié)構(gòu)的可溶性功能聚酰亞胺及其制備方法和應(yīng)用。

技術(shù)背景

聚酰亞胺是目前已經(jīng)工業(yè)化的工程塑料中耐熱性能最好的品種之一，具有其他材料無(wú)法比擬的突出性能，如機(jī)械強(qiáng)度高、耐高低溫性好、介電性優(yōu)異、成膜性能好等等。自六十年代美國(guó)的杜邦公司開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)化以來(lái)，它已在各個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，尤其在航天、航空、微電子和軍工領(lǐng)域應(yīng)用更多。由于聚酰亞胺一般不溶于有機(jī)溶劑，所以，通常用溶解性良好的前軀體聚酰胺酸來(lái)進(jìn)行加工，然后再進(jìn)行脫水閉環(huán)的亞胺化處理獲得聚酰亞胺。但是，聚酰胺酸對(duì)水份較為敏感，不能長(zhǎng)期儲(chǔ)存；且亞胺化后的聚酰亞胺表現(xiàn)為不溶不熔的特點(diǎn)，這些都在某些程度上限制了它的應(yīng)用。另一方面，隨著微電子科技的發(fā)展，電子元器件的“輕、薄、短、小”化發(fā)展對(duì)材料提出了更高的要求，相比無(wú)機(jī)材料，高性能聚酰亞胺材料由于其低成本、輕質(zhì)高強(qiáng)、優(yōu)良的成膜性、優(yōu)異的綜合性能以及結(jié)構(gòu)柔韌性、可三維堆集等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代微電子領(lǐng)域顯示出突出的應(yīng)用前景；特別是其具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性，可通過(guò)共聚單體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，引入功能性基團(tuán)，賦予聚酰亞胺一定的光電性能，因此，開(kāi)發(fā)具有良好加工性能的新型高性能、功能化聚酰亞胺逐漸成為聚酰亞胺研究的重要組成部分和研究方向。

到目前為止，解決聚酰亞胺可溶性的途徑主要有三種：(1)采用含氟單體來(lái)合成含氟聚酰亞胺；(2)采用具有大空間位阻基團(tuán)的單體合成聚酰亞胺，破壞主鏈的剛直鏈結(jié)構(gòu)和分子間的相互作用力；(3)采用脂環(huán)族單體合成半芳香族或非芳香族聚酰亞胺。第一種方法由于含氟單體價(jià)格高，所以限制了應(yīng)用面；第三種方法品種少，價(jià)格也貴，耐熱性有所降低；第二種方法單體易得，價(jià)格適中，制品性能可達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，因此目前被普遍采用。如專利CN200910216217.5、CN200910049450.9、CN02111080.8等。然而，所涉及到的二胺單體都不具備大共軛的空間結(jié)構(gòu)，并且沒(méi)有聚集誘導(dǎo)發(fā)光的性能。

功能化聚酰亞胺的研究近幾年開(kāi)始得到人們的重視。國(guó)內(nèi)四川大學(xué)顧宜教授課題組較早開(kāi)展聚酰亞胺側(cè)鏈功能化的研究(如專利CN1218999C、CN1164715C等)，制備可加工性強(qiáng)、高強(qiáng)、高模、高尺寸穩(wěn)定性的聚酰亞胺薄膜。最近兩年基于含三苯胺結(jié)構(gòu)的可溶性功能化聚酰亞胺由于其所具有的獨(dú)特電阻開(kāi)關(guān)效應(yīng)，在聚合物存儲(chǔ)材料的應(yīng)用中顯示出誘人的應(yīng)用前景，引起了這一領(lǐng)域研究人員的重視，然而，功能聚酰亞胺的開(kāi)發(fā)研究仍處于起步階段，品種較為單一，其功能也有待進(jìn)一步深入開(kāi)發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于芴結(jié)構(gòu)的可溶性功能聚酰亞胺，其具有優(yōu)越可溶解性、熱穩(wěn)定性、優(yōu)異力學(xué)性能和光致發(fā)光等性能。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述基于芴結(jié)構(gòu)的可溶性功能聚酰亞胺的制備方法，其工藝簡(jiǎn)單且多樣，條件要求低，適于工業(yè)生產(chǎn)。

本發(fā)明還有一個(gè)目的在于提供上述基于芴結(jié)構(gòu)的可溶性功能聚酰亞胺的應(yīng)用，應(yīng)用于光致發(fā)光產(chǎn)品制備。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種基于芴結(jié)構(gòu)的可溶性功能聚酰亞胺，其結(jié)構(gòu)通式為：

其中：n為1～10000，X為四價(jià)的芳香族烴基，Y為I、II、III結(jié)構(gòu)通式所示基團(tuán)中的一種或一種以上：

其中，Ar₁和Ar₂選自下列結(jié)構(gòu)式中的任何一種：

Ar₃和Ar₄選自下列結(jié)構(gòu)式基團(tuán)中的任何一種：

上述基于芴結(jié)構(gòu)的新型可溶性功能聚酰亞胺的制備方法，其特征在于：氬氣氣氛中，將含Y結(jié)構(gòu)的二胺與含X結(jié)構(gòu)的二酐按摩爾比為1∶(0.9～1.1)溶在極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑中，在-10～40℃攪拌反應(yīng)0.5～72h，得到聚酰胺酸溶液，然后進(jìn)行酰亞胺化得到可溶性的聚酰亞胺材料。