[發明專利]一種含咔唑結構二胺單體及由其合成的聚酰亞胺

在審

• 申請號: 201810453742.8
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108707102A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 呂滿庚;張世恒;胡卓榮;王善;吳昆
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司南雄材料生產基地;中科院廣州化學有限公司;中科院廣州化學所韶關技術創新與育成中心;南雄中科院孵化器運營有限公司;中國科學院大學
• 主分類號: C07D209/86
• 分類號: C07D209/86;C08G73/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 雷月華

本發明屬于有機高分子材料技術領域，公開了一種含咔唑結構二胺單體及由其合成的聚酰亞胺。本發明由3,6?二溴?9?苯基咔唑和4?氨基苯硼酸鹽酸鹽一步反應制得含咔唑結構二胺單體，該單體與芳香族二酐開環反應得到聚酰胺酸，再通過加熱成環法得到聚酰亞胺。本發明的聚酰亞胺的合成方法反應溫和，易于操作，為工業化的實現提供可能。本發明制備的聚酰亞胺材料表現出了優異的性能，特別是具有顯著增強的熱穩定性，在航空航天、電工和微電子等領域具有較大的潛在應用價值和較好的應用前景。

技術領域

本發明屬于有機高分子材料技術領域，特別涉及一種含咔唑結構二胺單體及由其合成的聚酰亞胺。

背景技術

聚酰亞胺是耐熱性最高的一類高分子材料，由于具有優異的綜合性能，在航空、航天、電氣、機械、化工、微電子等各個領域都有非常廣泛的應用。上世紀60年代，各國都在將聚酰亞胺的研究、開發及利用列入21世紀最有希望的工程塑料之一。聚酰亞胺，因其在性能和合成方面的突出特點，不論是作為結構材料或是作為功能性材料，其巨大的應用前景已經得到充分的認識。

芳香型聚酰亞胺以芳香環為分子主鏈使得其表現出優異綜合性能。然而，隨著微電子科技的發展，電子元器件的快速發展對材料提出了更高的要求，相比無機材料，聚酰亞胺材料由于其低成本、輕質高強、優良的成膜性、優異的結構柔韌性、可三維堆集等優點，在現代微電子領域顯示出突出的應用前景；在結構設計方面更是具有優勢，可通過共聚單體的結構設計，引入功能性基團，以達到改善其性能的目的。因此，設計合成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。

基于最近功能化聚酰亞胺的研究發現，聚酰亞胺在存儲材料的應用中顯示出誘人的應用前景，引起了這一領域研究人員的重視。然而，目前其品種還比較單一，且熱穩定性有待進一步的改善，因此有必要開展新型功能性二胺單體的設計合成研究。

發明內容

本發明的目的在于提供一種以咔唑為中心的大共軛結構的二胺單體：3,6-雙(4-氨基苯基)-9-苯基咔唑。

本發明另一目的在于提供一種上述二胺單體的合成方法。

本發明再一目的在于提供一種由上述二胺單體所合成的聚酰亞胺。

本發明又一目的在于提供一種上述聚酰亞胺的合成方法。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種含咔唑結構二胺單體，所述含咔唑結構二胺單體是3,6-雙(4-氨基苯基)-9-苯基咔唑，其化學結構式如式(1)所示：

所述含咔唑結構二胺單體的合成步驟是：由3,6-二溴-9-苯基咔唑和4-氨基苯硼酸鹽酸鹽一步反應制得所述含咔唑結構二胺單體，所述的3,6-二溴-9-苯基咔唑和4-氨基苯硼酸鹽酸鹽的摩爾比例為1:2；所述反應溫度為75～85℃，反應20～24小時。

一種所述的含咔唑結構二胺單體制備的聚酰亞胺，所述聚酰亞胺的結構式如式(2)所示：

式(2)中的n為正整數，0＜n≤5000。

所述的聚酰亞胺的合成方法，包括以下步驟：由式(1)所示的含咔唑結構二胺單體與芳香族二酐開環反應得到聚酰胺酸，再通過加熱成環法得到聚酰亞胺；所述開環反應在極性溶劑中進行，所述的極性溶劑為N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的至少一種；所述開環反應在無水無氧惰性氣體或無水無氧氮氣保護條件下進行。

優選的，所述的含咔唑結構二胺單體與芳香族二酐的摩爾比為1:0.5～1:1.5，更優選為1：1；所述開環反應在室溫下進行，所述開環反應的時間為12～48h，更優選為24h。