[發明專利]一種含苯炔基的聚酰亞胺、制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201810057251.1
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108102097A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 龐金輝;李丹琦;李蘇;韓小崔;謝韞吉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C08G73/12
• 分類號: C08G73/12;C08J5/18;C08L79/08
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠

一種含苯炔基的聚酰亞胺、制備方法及其在制備熱交聯型聚酰亞胺薄膜和在制備聚酰亞胺化學修飾膜中的應用,屬于高分子材料技術領域。其是首先制備一系列主含苯炔基的聚酰亞胺共聚物，并通過熱交聯和狄爾斯阿德反應對苯炔基聚酰亞胺進行功能化。在管式爐中440℃～480℃熱處理聚酰亞胺薄膜12～24小時，得到棕色熱交聯型聚酰亞胺薄膜。其次以苯炔基聚酰亞胺為反應底物，以環戊二烯酮為加成劑，制備聚酰亞胺化學修飾產物。本發明制備得到的熱交聯型聚酰亞胺具有尺寸穩定性，機械性能、熱性能良好等優點，可以應用在工程塑料方面，六苯基苯結構提供了較大的自由體積，聚酰亞胺化學修飾薄膜可應用于氣體分離膜領域。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種含苯炔基的聚酰亞胺、制備 方法及其在制備交聯型聚酰亞胺薄膜和在制備主鏈含六苯基苯結構的聚酰亞胺 中的應用。

背景技術

聚酰亞胺是綜合性能最佳的有機高分子材料之一，具有良好的耐高溫性、機 械性能、絕緣性和低介電損耗等性能，被認為是21世紀最有希望的工程塑料之 一。由于具有優異的綜合性能，并可以通過特定官能團改性賦予獨特的功能。目 前，聚酰亞胺應用于眾多領域，如工程塑料：聚酰亞胺作為一種綜合性能優異的 特種工程塑料，能夠滿足工業應用對于材料高強度、高模量、輕質、高尺寸穩定 性、耐磨性和自潤滑的要求。聚酰亞胺工程塑料分為熱塑性和熱固性工程塑料兩 種，并可通過模壓、注射或傳遞模塑的方式進行成型加工。

薄膜材料：薄膜是聚酰亞胺最早的商品化形式之一，最初聚酰亞胺薄膜常被 用于電機的槽絕緣和電纜繞包材料。目前隨著研究的逐漸深入以及新型聚酰亞胺 材料的不斷涌現，聚酰亞胺薄膜已經被廣泛應用于介電材料、柔性印刷線路板和 太陽能電池底板材料。

分離膜：聚酰亞胺氣體分離膜近年來受到了學術界的廣泛關注，由于穩定的 化學結構，優異的機械性能和較高的自由體積使聚酰亞胺氣體分離膜在分離混合 氣體時能夠同時具有較高的滲透通量和選擇性。目前，聚酰亞胺氣體分離膜可應 用于H2/N2、H2/CH4、CO2/N2、CO2/CH4、O2/N2等多種體系的氣體分離。而 目前的主要問題集中在提高聚酰亞胺材料的抗塑化能力方面，而引入交聯結構能 夠提高尺寸穩定性、機械性能和熱穩定性，所以交聯型聚酰亞胺的出現可以有效 改善抗塑化能力。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，設計并合成一系列含苯炔基的聚酰亞胺共聚物， 并通過熱交聯和狄爾斯阿爾德反應(Diels-Alder)對苯炔基聚酰亞胺進行功能化， 制備熱交聯型聚酰亞胺薄膜和聚酰亞胺化學修飾膜。

本發明首先是制備含苯炔基的聚酰亞胺共聚物，其結構式如下所示：

本發明所述的含苯炔基的聚酰亞胺共聚物的制備方法，其反應式及反應步驟 如下：