[發(fā)明專利]一種聚乙酰氨基酰亞胺薄膜及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110414098.5
• 申請(qǐng)日: 2021-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN113667119B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋崇虎;胡添;胡昭宇;侯豪情
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G73/10
• 分類號(hào): C08G73/10;C08L79/08;C08J5/18
• 代理公司: 上海微策知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31333
• 代理人: 史玉婷

本發(fā)明涉及聚酰亞胺材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種聚乙酰氨基酰亞胺薄膜及其制備方法。所述聚乙酰氨基酰亞胺的制備原料包括二元胺和二元酸酐。本申請(qǐng)中采用具有酰胺測(cè)基的二胺化合物為其中一種單體，與二酐反應(yīng)形成聚乙酰氨基酰胺酸，接著熱亞胺化(也可以化學(xué)亞胺化)，形成每個(gè)結(jié)構(gòu)單元上都含乙酰氨基側(cè)鏈的聚酰亞胺薄膜或纖維。由于其中乙酰氨基側(cè)鏈可以提供活潑氫形成分子間的氫鍵而增加分子間的作用力，從而大幅度增加這類聚酰亞胺材料的機(jī)械性能，例如提高薄膜的抗撕裂強(qiáng)度、提高纖維材料的彈性模量、提高PI材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚酰亞胺材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種聚乙酰氨基酰亞胺薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)

聚酰亞胺樹脂作為耐熱性優(yōu)異的高分子被應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域、電絕緣領(lǐng)域、電子領(lǐng)域等要求耐熱性、高可靠性的廣泛領(lǐng)域中。然而由于聚酰亞胺結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，導(dǎo)致其加工困難，不能按照最終產(chǎn)品的形狀進(jìn)行任意的設(shè)計(jì)。而且由于常規(guī)聚酰亞胺薄膜產(chǎn)品中聚合物基本上是常規(guī)多元胺和多元酸(酐)之間經(jīng)過(guò)系列的熱縮合制備得到。而由于上述常規(guī)聚酰亞胺分子的剛性棒狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及沒(méi)有高極性或形成氫鍵的基團(tuán)，導(dǎo)致聚酰亞胺材料的分子間作用力很小，體現(xiàn)在薄膜上是其抗撕裂強(qiáng)度低，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、拉伸強(qiáng)度、模量、伸長(zhǎng)率等性能也有待進(jìn)一步改善和提高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的第一方面提供了一種聚乙酰氨基酰亞胺薄膜，所述聚乙酰氨基酰亞胺的制備原料包括二元胺和二元酸酐；所述二元胺具有如下結(jié)構(gòu)：

其中取代基R₁和取代基R₂分別獨(dú)立地為氫原子或乙酰氨基。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述聚乙酰氨基酰亞胺具有如下重復(fù)結(jié)構(gòu)單元：

其中R為苯環(huán)或含苯環(huán)的酸酐衍生物。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述取代基R₁和取代基R₂相同；優(yōu)選的，所述取代基R₁和取代基R₂為乙酰氨基。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述二元酸酐選自如下化合物中的一種或多種的混合：

化合物1：

化合物2：

化合物3：

化合物4：

化合物5：

化合物6：

化合物7：

本發(fā)明的第二個(gè)方面提供了如上所述的聚乙酰氨基酰亞胺薄膜的制備方法，其包括如下步驟：

(1)原料單體的制備：將乙酸酐溶解在有機(jī)溶劑A中得到反應(yīng)料A，然后將所述反應(yīng)料A加入到取代聯(lián)苯二胺的有機(jī)溶劑B溶液中，并在不高于5℃的反應(yīng)溫度下反應(yīng)1～3小時(shí)得到中間粗產(chǎn)物；將所述中間粗產(chǎn)物中加入氧化鈣沉淀，過(guò)濾，濃縮得到粗產(chǎn)物；然后對(duì)所述粗產(chǎn)物進(jìn)行重結(jié)晶得到所述原料單體；

(2)中間體聚乙酰氨基酰胺酸的合成：將所述原料單體加入到反應(yīng)器中在溶劑中與所述二元酸酐進(jìn)行縮合反應(yīng)，得到聚乙酰氨基酰胺酸；

(3)澆鑄成膜：在150-200℃下烘干溶劑，在400℃下亞胺化，得到所述聚乙酰氨基酰亞胺薄膜。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)中所述原料單體與所述二元酸酐的摩爾比例為1:1。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)中所述縮合反應(yīng)溫度為5～15℃。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)中反應(yīng)料A的滴加速度為1～3mL/min。