[發明專利]一種含苯并噻唑結構的三胺單體及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201810858576.X
• 申請日: 2018-07-31
• 公開（公告）號: CN108863981A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 譚井華;彭思梅;劉亦武;佘志鴻
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: C07D277/82
• 分類號: C07D277/82;C07D417/14;C07D417/04;C08G73/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任重;馮振寧

本發明公開了一種含苯并噻唑結構的三胺單體及其制備方法和應用。本發明從含有一個鹵原子和一個氨基取代的苯并噻唑單體出發，經Ullmann偶聯反應、Suzuki反應、還原反應等一系列化學反應制備出含苯并噻唑結構的三胺單體。本發明提供的含苯并噻唑結構的三胺單體的耐熱性和熱穩定性高，制備方法與工藝簡單，純化容易，因而適于工業生產。本發明把苯并噻唑雜環引入三胺單體可顯著提高單體的熱穩定性，也可提高由其制備的聚合物的熱穩定性和機械性能，顯著改善其加工性能。本發明所述的含苯并噻唑結構的三胺單體可用于合成超支化和功能化聚酰亞胺、聚酰胺、聚酰胺酰亞胺和聚酯酰亞胺等聚合物。

技術領域

本發明涉及有機小分子材料和高分子材料技術領域，更具體地，涉及一種含苯并噻唑結構的三胺單體及其制備方法和應用。

背景技術

聚酰亞胺由于其突出的性能特點，如優異的耐高低溫性、優異的耐有機溶劑性、優異的機械性能、較低的熱膨脹系數、耐水解、耐光輻射、優良的電性能、阻燃、無毒及低揮發等，使其受到了越來越多的重視和應用。但是，聚酰亞胺優異的熱穩定性和耐溶劑性能，使得其加工成型較困難。

超支化聚合物具有高度的支化結構，表現出很多與線形聚合物不同的特殊性能。超支化聚合物的分子結構是三維立體的，其流體行為表現出的是牛頓流體行為。因此，超支化聚合物特性粘度小，溶解性、流動性和成膜性好。超支化聚酰亞胺(HBPIs)因綜合了超支化聚合物和聚酰亞胺兩者的優點而具有一系列獨特的理化性能，如耐高溫、高強度、高介電、結晶度低或不結晶、溶液黏度低以及溶解性好等，近年來受到廣大科研工作者的關注。相對于線性聚酰亞胺材料，超支化聚酰亞胺分子鏈間距離大，這使得其溶解性提高，但是其耐熱性能相對下降，這限制了其在航天、航空飛行器結構或功能部件以及火箭、導彈等的零部件領域的廣泛應用。因此，在保持超支化聚酰亞胺高溶解性能的基礎上，同時提高其耐熱性，這對拓展其在耐高溫領域的應用具有重要意義。

現有技術中三胺單體種類較少，并且三胺單體合成率低，熱性能不穩定，反應條件較苛刻，限制了超支化聚酰亞胺的發展。苯并噻唑是一種大體積剛性平面結構的雜環基團，本發明設計合成含苯并噻唑結構的三胺單體，此單體用于制備超支化聚酰亞胺，不但可以賦予聚合物優異的耐熱性，同時可以改善聚合物的溶解性和加工性能。本發明含苯并噻唑結構三胺單體制備的超支化聚酰亞胺同時具有優異的耐熱性和溶解性能，拓展了其在耐高溫領域、光敏、光波導及氣體滲透分離膜等領域的應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術中三胺單體種類少，熱性能不穩定，合成率低、以及現有三胺制備的超支化聚酰亞胺的熱性能和溶解性不能兼得等不足，提供一種反

應條件簡單溫和、合成率高的含苯并噻唑結構的三胺單體，可用于合成超支化和功能化聚酰亞胺、聚酰胺、聚酰胺酰亞胺或聚酯酰亞胺等聚合物。

本發明要解決的另一技術問題是提供上述含苯并噻唑結構的三胺單體的制備方法。

本發明還一要解決的技術問題是實現上述含苯并噻唑結構的三胺單體的應用。

本發明提供的含苯并噻唑結構的三胺單體結構如通式(I)所示：

其中Ar₁選自下列結構式中的任何一種：

優選地，所述Ar₁選自所述Ar₁中噻唑上的鍵與N相連。

其中Ar₂和Ar₃選自下列結構式中的任何一種：

優選地，所述Ar₂為中的一種，Ar₃為中的一種。

本發明的含苯并噻唑結構的三胺單體的制備方法具體包括以下步驟：