一类可溶性共聚型聚芳酰胺膜材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一类可溶性共聚型聚芳酰胺膜材料，该类聚合物膜材料分子结构中同时含有双三氟甲基、二苯甲烷及间位苯环结构，其制备方法为：将含双三氟甲基结构的芳香二胺单体、非含氟二胺单体及间苯二甲酸单体以一定计量比溶于有机溶剂中，于180～200℃搅拌反应8‑12h后，结束反应，进一步沉降、洗涤和干燥，即可得到纤维状的可溶性共聚型聚芳酰胺树脂。该类聚芳酰胺在特定溶剂中的溶解度可达20wt％以上，进一步通过其聚合物溶液，在平板玻璃上涂膜，干燥，即可得到高透明聚芳酰胺薄膜，所制聚合物薄膜在微电子、光电子等领域具有重要应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一类可溶性共聚型聚芳酰胺膜材料及其制备方法
本专利技术属聚芳酰胺高性能聚合物及其制备领域，特别涉及一类可溶性共聚型聚芳酰胺膜材料及其制备领域。
技术介绍
高透明聚合物膜材料是一类重要的功能性高分子材料，在微电子、柔性太阳能电池衬底和液晶显示领域等具有重要的应用价值。目前，商业化应用的高透明聚合物膜材料主要有聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯类等高分子材料。此类聚合物膜材料虽然具有较好的光学透明性和加工性能，但使用温度较低(低于200℃)，无法满足现代高科技领域快速发展的应用需求。因此，进一步开发既具有高光学透明性，又具有良好耐热性能的新型光学薄膜材料具有重要的意义。聚芳酰胺是一类分子主链含有酰胺键的芳香型聚合物，由于分子结构的刚性和强的分子间作用，此类材料表现出良好的耐热性、力学性能和电学性能。但聚芳酰胺大多存在难熔难溶问题，难以采用热加工或者溶液涂覆工艺制备高性能膜材料。此外，由于聚合物分子结构的芳香共轭性，聚芳酰胺膜材料的光学透明性还有待进一步提高。本专利技术专利拟利用聚芳酰胺良好的热性能和力学性能，基于分子设计改性，进一步开发既具有良好涂覆成膜性、又具有高光学透明性的功能性聚芳酰胺膜材料。为改善聚芳酰胺的涂覆成膜性和光学性能，研究者通常在聚合物分子结构中引入大的取代侧基或不对称结构，但此类改性合成路线较复杂，通常需要多步反应完成，尤其是难以合成含大侧基结构或不对称结构的双官能团单体，因此工业化应用存在较大的困难。本专利技术专利，拟采用共缩聚改性法，采用常规易得的原料，通过合理调控优化聚合物分子主链结构，制备具有良好成膜性和高光学透明性的聚芳酰胺膜材料。
技术实现思路
本专利技术专利旨在改善聚芳酰胺溶解涂覆成膜性，并进一步提高聚芳酰胺膜材料的光学透明性，拟采用共缩聚改性法和常规易得的原料，通过合理调控优化聚合物分子主链结构，在聚合物分子主链结构中同时引入双三氟甲基、二苯甲烷和间位苯环结构，制备具有良好成膜性和高光学透明性的聚芳酰胺膜材料。本专利技术提供了一类可溶性共聚型聚芳酰胺膜材料，其结构式为：重复结构单元n＝60～120。本专利技术还提供了一种上述可溶性共聚型聚芳酰胺膜材料的制备方法，具体步骤为：氮气保护下，将x份含有双三氟甲基结构的芳香二胺单体(0.2<x<1)、1-x份的非含氟芳香二胺单体及1份的芳香二酸单体加入有机溶剂中，室温下搅拌均匀后，升温至180～200℃搅拌反应8-12h后，结束反应，进一步沉降、洗涤和干燥，即可得到纤维状的可溶性共聚型聚芳酰胺树脂。将可溶性共聚型聚芳酰胺树脂溶于有机溶剂中配成浓度为10～20wt％的聚合物溶液，在平板玻璃上涂膜，在烘箱中于一定温度下干燥24小时，即可得到高透明聚芳酰胺薄膜。其中所述的含有双三氟甲基结构的芳香二胺单体为2,2’-双三氟甲基-4,4’-二氨基联苯；所述的非含氟芳香二胺单体为4,4’-二氨基二苯甲烷；所述的芳香二酸单体为间苯二酸。所述的溶剂为多聚磷酸，其用量为芳香二胺单体和二酸单体质量的10～20倍。所述的制膜溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种，干燥温度为70℃。本专利技术的可溶性共聚型聚芳酰胺膜材料的具体合成路线如下：本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术提供了一类可溶性共聚型聚芳酰胺膜材料及其制备方法，其合成制备工艺简单，原料易得，利于工业化放大生产；(2)以本专利技术提供的可溶性共聚型聚芳酰胺膜材料，在N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中具有优异的溶解成膜性(溶解度可达20wt％)，可方便地利用其溶液涂膜得到聚合物薄膜；所制聚合物薄膜具有良好的光学透明性，在微电子、光电子等领域具有应用价值附图说明图1是实施例1中可溶性共聚型聚芳酰胺聚合物的1HNMR图谱((其中双三氟甲基联苯结构和二苯甲烷结构的含量均为50％)。具体实施方式实施例1(1)氮气保护下，分别将1.6011g(5mmol)的2,2’-双三氟甲基、0.9913g(5mmol)的4,4’-二氨基二苯甲烷、1.6613g(10mmol)的间苯二甲酸三种单体和80g多聚磷酸加入250ml干燥的圆底三口烧瓶中，室温下搅拌均匀后，升温至200℃搅拌反应8h后结束反应，将反应液倒入乙醇中沉降，并进一步用热水洗涤三遍、过滤、烘干，即可得到可溶性共聚型聚芳酰胺聚合物树脂，产率为99％。(2)将一定量的共聚型聚芳酰树脂溶于N,N-二甲基乙酰胺中，配成10wt％的聚合物溶液，将聚合物溶液涂膜在平板玻璃上，于烘箱中70℃下干燥24h，即可得到高透明共聚型共聚型聚芳酰胺薄膜样品。实施例2(1)氮气保护下，分别将0.6404g(2mmol)的2,2’-双三氟甲基、1.5861g(8mmol)的4,4’-二氨基二苯甲烷、1.6613g(10mmol)的间苯二甲酸三种单体和40g多聚磷酸加入100ml干燥的圆底三口烧瓶中，室温下搅拌均匀后，升温至180℃搅拌反应12h后结束反应，将反应液倒入乙醇中沉降，并进一步用热水洗涤三遍、过滤、烘干，即可得到可溶性共聚型聚芳酰胺聚合物树脂，产率为99％。(2)将一定量的共聚型聚芳酰树脂溶于二甲基亚砜中，配成20wt％的聚合物溶液，将聚合物溶液涂膜在平板玻璃上，于烘箱中70℃下干燥24h，即可得到高透明共聚型共聚型聚芳酰胺薄膜样品。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类可溶性共聚型聚芳酰胺膜材料，其特征在于：所述的聚芳酰胺分子结构单元中同时含有双三氟甲基、二苯甲烷及间位苯环结构，其结构式为

【技术特征摘要】
1.一类可溶性共聚型聚芳酰胺膜材料，其特征在于：所述的聚芳酰胺分子结构单元中同时含有双三氟甲基、二苯甲烷及间位苯环结构，其结构式为重复结构单元n＝60～120。2.如权利要求1所述的可溶性共聚型聚芳酰胺膜材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法的步骤为(1)氮气保护下，将x份含有双三氟甲基结构的芳香二胺单体(0.2<x<1)、1-x份的非含氟芳香二胺单体及1份的芳香二酸单体加入有机溶剂中，室温下搅拌均匀后，升温至180～200℃搅拌反应8-12h后，结束反应，进一步沉降、洗涤和干燥，即可得到纤维状的可溶性共聚型聚芳酰胺树脂。(2)将可溶性共聚型聚芳酰胺树脂溶于有机溶剂中配成浓度为10～20wt％的聚合物溶液，在平板玻璃上涂膜，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪称意，曹世杰，徐常，
申请(专利权)人：常州大学，常州市明卓新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32