[發明專利]一種聚酰亞胺液晶溶液的制備方法

有效

• 申請號: 201210005400.2
• 申請日: 2012-01-09
• 公開（公告）號: CN102604090A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 張清華;夏清明;劉俊鵬;董杰;許千;陳大俊
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10;C09K19/38
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬于聚酰亞胺的制備領域，特別涉及一種聚酰亞胺液晶溶液的制備方法。

背景技術

聚酰亞胺具有優良的電性能和機械性能，較高的熱穩定性和化學穩定性，尺寸穩定性好等優異的性能，在航空航天，電子等領域應用廣泛。聚酰亞胺分子中的芳、雜環結構所形成的共軛體系、階梯及半階梯結構，使其分子鏈具有很高的剛性，從而使得聚酰亞胺具有很高的玻璃化溫度、熱穩定性高和化學惰性好的特點的同時又難溶難熔，影響了它的加工性能。因此，尋求能夠使得聚酰亞胺溶解的溶劑，是制備聚酰亞胺高性能纖維的關鍵技術之一。

目前制備聚酰亞胺纖維主要為一步法和兩步法工藝。其中兩步法工藝使用的是非質子型極性溶劑，如：N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)。此類溶劑具有較高的沸點，且易于前驅體聚酰胺酸形成絡合物，在加工過程中很難去除，影響制品的性能。而一步法以間甲酚、對氯苯酚等酚類為溶劑，盡管能夠制備出高性能聚酰亞胺纖維，如US5378420中以間甲酚為溶劑，制得了高性能聚酰亞胺纖維，但是酚類溶劑毒性大，對環境污染大，也限制了其進一步的應用。在其他的研究中，盡管某些結構的PI能夠在苯甲酸和水楊酸中一步合成，但是受限于溶劑本身的特性，限制了其在纖維制備的應用。

多聚磷酸在制備PBZT，PBI，PBO和M5等難溶聚合物的過程中，顯示了其對于剛性聚合物良好的溶解性能。在CN200410099003.1中，PBO在PPA中合成得到了液晶溶液，并成功紡制得到了高性能纖維。在US?2010/0145004中，PBO，PBI和PBZT及其改性共聚物成功的在PPA中合成，并且紡制出熱穩定性良好的高強度纖維。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種聚酰亞胺液晶溶液的制備方法，該方法工藝簡單，成本低，克服了酚類溶劑對環境影響大的問題。

本發明的一種聚酰亞胺液晶溶液的制備方法，包括：

(1)于100-150℃，氮氣保護下將P₂O₅與多聚磷酸混合，攪拌得P₂O₅的多聚磷酸溶液，冷卻到100-120℃；

(2)將摩爾比為1∶0.98-1∶1.02的含雜環二胺單體和二酐單體加入至上述多聚磷酸溶液中，反應物的固含量為5wt％-20wt％，在氮氣保護下升溫至120-220℃，反應4-6小時后，得到聚酰亞胺液晶溶液。

所述步驟(1)中的多聚磷酸中P₂O₅的質量百分含量為82％-86％。

所述步驟(2)中的含雜環二胺單體為含有苯并咪唑、苯并噁唑及苯并噻唑雜環的二胺單體。

所述含雜環二胺單體為

中的一種或幾種，其中，X為-O-、-S-或

所述步驟(2)中的二酐單體為

中的一種或幾種。

有益效果

(1)本發明在解決聚酰亞胺可溶問題的基礎上，制得了聚酰亞胺液晶溶液，為進一步的聚酰亞胺高性能纖維或薄膜的制備，奠定了技術基礎。

(2)本發明工藝簡單，成本低，克服了酚類溶劑對環境影響大的問題，具有良好的應用前景。

附圖說明

圖1是BPDA-BOA和BTDA-BOA的紅外譜圖；

圖2是BPDA-BOA和BTDA-BOA液晶的偏光顯微鏡照片：(a)BTDA-BOA；(b)BPDA-BOA。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

實施例1

在100ml燒瓶中加入60克P₂O₅含量為80％的多聚磷酸，加入15克P₂O₅在氮氣保護下150℃攪拌2小時，可得到澄清的P₂O₅含量為84％的多聚磷酸溶液，降溫至120℃，備用。