[發明專利]一種聚酰亞胺及其制備方法和聚酰亞胺模塑粉

有效

• 申請號: 201410542796.3
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104231269B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 范衛鋒;閻敬靈;王震;劉敬峰;孟祥勝
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10;C08L79/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明涉及工程塑料技術領域，尤其涉及一種聚酰亞胺及其制備方法和聚酰亞胺模塑粉。

背景技術

聚酰亞胺由于具有優異的機械性能、耐熱性、耐化學性和絕緣性等性能，已被廣泛地應用于航空、航天、電氣、機械、化工和微電子等領域。

采用聚酰亞胺模塑粉進行模壓成型，是制備聚酰亞胺工程塑料的一種重要方法，這種方法制備得到的聚酰亞胺工程塑料具有優異的綜合性能。其中，以均苯四酸二酐和二氨基二苯醚為單體制備的聚酰亞胺模塑粉具有較好的熱性能，但是這種聚酰亞胺模塑粉的加工性能較差。如Vespel聚酰亞胺工程塑料需要通過極其特殊的等靜壓燒結法才能制備得到。

為改善聚酰亞胺模塑粉的加工性，國內外做了很多研究，主要都是通過在聚酰亞胺的主鏈中引入醚鍵等柔性鍵改善聚酰亞胺的加工性，但是這種方法嚴重降低了聚酰亞胺的熱性能。如GE公司于1982年開發了Ultem聚醚酰亞胺，這種聚酰亞胺由于引入了含雙酚A型的二酐，具有很好的加工性能，但是其玻璃化轉變溫度僅為217℃；上海合成樹脂所于20世紀70年代開發了基于氧醚二酐的一系列聚酰亞胺工程塑料，這種工程塑料具有優異的加工性能和耐沖擊強度能，但是其玻璃化轉變溫相對較低，僅為270℃。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種聚酰亞胺及其制備方法，本發明提供的聚酰亞胺同時具有較好的熱性能和加工性能。

本發明提供了一種聚酰亞胺，包括具有式I所示結構的第一重復單元和具有式II所示結構的第二重復單元：

式I中，AR為四酸二酐去除端酐基后剩余的基團；

Ar1為二元胺去除氨基后剩余的基團；

式II中，BR為具有式i～式iii所示結構基團中的一種：

Ar2為二元胺去除氨基后剩余的基團。

優選的，所述式I中的AR為具有式1所示結構的基團或具有式2所示結構的基團：

優選的，所述式I中的Ar1和所述式II中的Ar2獨立地為具有式3～式5所示結構基團中的一種：

式5中，R在苯環上的任意位置取代；

R為具有式6所示結構的基團：

式6中，X為或-O-。

優選的，所述式5為具有式7所示結構的基團或具有式8所示結構的基團：

優選的，所述聚酰亞胺以具有式III所示結構的基團封端：

本發明提供了一種聚酰亞胺的制備方法，包括：

將二元胺、四酸二酐和封端劑在溶劑中進行反應，得到中間產物；

所述反應的溫度為0℃～30℃；

所述四酸二酐包括具有式9～式11所示結構化合物中的一種或幾種：

將所述中間產物進行加熱處理，得到聚酰亞胺。

本發明提供了一種聚酰亞胺的制備方法，包括：

在70℃～100℃溫度下，將二元胺、四酸二酐和封端劑在溶劑中進行反應，得到中間產物；

所述四酸二酐包括具有式9～11所示結構化合物中的一種或幾種：

將所述中間產物進行加熱處理，得到聚酰亞胺。

優選的，所述二元胺、四酸二酐和封端劑的摩爾比為1:(0.95～0.99):(0.001～0.1)。

優選的，所述二元胺包括對苯二胺、4,4’-二氨基二苯醚和具有式13所示結構的化合物中的一種或幾種：

式13中，T在苯環上的任意位置進行取代，

T為具有式14所示結構的基團：

式14中，Y為或-O-。

本發明提供了一種聚酰亞胺模塑粉，由上述技術方案所述的聚酰亞胺制備得到；或由上述技術方案所述的方法制備得到的聚酰亞胺制備得到。

本發明提供了一種聚酰亞胺，包括具有式I所示結構的第一重復單元和具有式II所示結構的第二重復單元。本發明提供的聚酰亞胺的分子鏈具有非線性、非共平面、不對稱并且扭曲的鏈結構，這種結構降低了分子間的作用力和分子鏈的堆積密度，使所述聚酰亞胺在模壓成型時具有較好的流動性，所需成型的壓力相對較低。因此，本發明提供的聚酰亞胺具有較好的加工性能。而且，本發明提供的聚酰亞胺還具有較好的熱性能。此外，本發明提供的聚酰亞胺還具有較好的耐沖擊強度。