本发明专利技术涉及含有异山梨醇单元的旋光性聚酰亚胺及其制备方法，属于高分子材料技术领域。该聚酰亚胺的结构为：采用含有异山梨醇的二胺单体与二酐单体、四酸或四酸的二元酯反应，合成得到聚酰亚胺；其制备方法可采用热酰亚胺化方法或化学亚胺化法。本发明专利技术制备的聚酰亚胺具有良好的溶解性、成膜性能及力学性能，还具有热稳定性能好、分解温度高，且加工便利的优点，能被用于光学塑料，可制造ＣＤ或ＤＶＤ的基材、透镜、仪表盘窗口或外罩、棱镜反射器、薄膜、片材或光纤等，也可用于液晶显示和电子封装等方面。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，属于高分子材料
技术介绍
异山梨醇(1，43，6-二脱水-D-山梨醇)作为山梨醇的脱水产物，具有原料来源丰富、特殊的手性特征、可降解以及热稳定性好等优点，因此在液晶、光学塑料等方面有着极大的应用前景。纳幕尔杜邦公司(CN1298343，CN1298346，CN1298416，CN1298417A，CN1298426，)专利技术了一系列含有异山梨醇的聚酯，该聚酯利用芳族二酸和二醇的缩合反应，以生产对比浓度粘度至少为0.15dL/g-0.35dL/g的聚酯，将其与其他热固性聚酯共混，可得到更高粘度的聚酯。由于其优异性能，该聚酯能被用于光学塑料，可制造CD或DVD的基材、透镜、仪表盘窗口或外罩、棱镜反射器、薄膜、片材或光纤等。专利CN1442460A专利技术了一种含有异山梨醇的涂料，该涂料利用异山梨醇的手性特征，可随观察角度变化而变色，并具有优良的耐紫外、耐酸碱、耐热及耐候性能，能应用于多种材料的表面涂装。专利US20020013483A用异山梨醇与对羟基苯甲酸合成了以异山梨醇为核，两端带羟基的产物。另外，专利US20020115817A1，US20010003359A1，WO 03/027119A1等合成了一系列含有异山梨醇的丙烯酸单双酯，将这些酯与一些具有向列相的液晶单体共聚，可获得具有胆甾相的交联膜，可用于彩色滤波片。聚酰亚胺有着优异的热、力性能，以及良好的化学稳定性；但普通的聚酰亚胺不溶不熔，加工困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种，以克服已有聚酰亚胺的不足之处，使制备的聚酰亚胺具有良好的溶解性、成膜性能及力学性能，还具有热稳定性能好、分解温度高，且加工便利的优点。本专利技术提出的一种含有异山梨醇单元的聚酰亚胺，其特征在于该聚酰亚胺的结构为 由含有异山梨醇的二胺单体与二酐单体反应得到聚酰亚胺 上述聚酰亚胺的结构中，Ar’为 或 中的任何一种，Ar为以下结构中的任何一种或多种 上述含有异山梨醇单元的聚酰亚胺制备方法，包括以下步骤(1)将异山梨醇溶于溶剂中，比例为异山梨醇∶溶剂＝1mol∶500mL～8000mL；(2)将碱性物质加入上述溶液中，加入的摩尔比为异山梨醇∶碱性物质＝1∶2～8，在50～80℃下加热0.5～1小时；(3)在上述溶液中加入硝基芳香族卤化物，合成得到含有异山梨醇二硝基的化合物，加入摩尔比为异山梨醇∶硝基芳香族卤化物＝1∶2～4，反应温度为60～150℃，反应时间为2～24小时，然后将反应液倒入水中，滤出固体，再用乙醇洗涤，得含有异山梨醇的二硝基化合物；(4)用还原的方法将含有异山梨醇的二硝基化合物进行硝基还原，得到含有异山梨醇的旋光性二胺单体，还原反应为室温～100℃，反应时间为3～24小时；(5)在上述制备的含有异山梨醇的二胺单体中加入极性溶剂，加入比例为1mol∶1L～4L；(6)在上述溶液中加入二酐单体，加入的摩尔比为二酐单体∶二胺单体＝0.9～1.1∶1，采用化学酰亚胺法或热酰亚胺法制备聚酰亚胺。上述方法中，溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N，N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃或N-甲基吡咯烷酮中的任何一种。上述方法中，碱性物质为金属钠、氢氧化钾、碳酸钾或氢化钠中的任何一种。上述方法中，硝基芳香族卤化物为以下各类化合物中的任何一种(1) X＝F，Cl该结构式包括对氟硝基苯，间氟硝基苯，邻氟硝基苯，对氯硝基苯，间氯硝基苯，邻氯硝基苯；(2) X＝F，Cl该结构式包括4-硝基-4’-氟联苯，3-硝基-4’-氟联苯，2-硝基-4’-氟联苯，4-硝基-4’-氯联苯，3-硝基-4’-氯联苯，2-硝基-4’-氯联苯；(3) X＝F，Cl该结构式包括4-硝基-1-氟萘，4-硝基-2-氟萘，3-硝基-1-氟萘，4-硝基-1-氯萘，4-硝基-2-氯萘，3-硝基-1-氯萘；(4) X＝F，Cl该结构式包括5-硝基-1-氟萘，6-硝基-1-氟萘，7-硝基-1-氟萘，8-硝基-1-氟萘，5-硝基-2-氟萘，6-硝基-2-氟萘，7-硝基-2-氟萘，8-硝基-2-氟萘，5-硝基-1-氯萘，6-硝基-1-氯萘，7-硝基-1-氯萘，8-硝基-1-氯萘，5-硝基-2-氯萘，6-硝基-2-氯萘，7-硝基-2-氯萘，8-硝基-2-氯萘。上述方法中，还原反应的方法为锡、氯化亚锡还原，铁系化合物还原，钯系化合物为催化剂在水合肼、氢气下还原或用硫化碱还原中的任何一种。上述方法中，极性溶剂为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、硝基苯或间甲酚中的任何一种。上述方法中，二酐单体为以下各类化合物的一种或多种以任何比例混合使用，(1) 简称二酐单体A(2) 简称二酐单体B(3) 简称二酐单体C(4) 简称二酐单体D (5) 简称二酐单体E(6) 简称二酐单体F(7) 简称二酐单体G(8) 简称二酐单体H(9) 简称二酐单体I(10) 简称二酐单体J(11) 简称二酐单体K(12) 简称二酐单体L(13) 简称二酐单体M(14) 简称二酐单体N(15) 简称二酐单体O(16) 简称二酐单体P(17) 简称二酐单体Q(18) 简称二酐单体R(19) 简称二酐单体S(20) 简称二酐单体T(21) 简称二酐单体U(22) 简称二酐单体V(23) 简称二酐单体W(24) 简称二酐单体X(25) 简称二酐单体Y(26) 简称二酐单体Z上述方法中，热酰亚胺化方法为在装有机械搅拌、氮气导管的干燥反应器中，加入极性溶剂和等摩尔比的含有异山梨醇的二胺单体和二酐，在室温和氮气保护下，搅拌，得到粘稠的聚酰胺酸溶液，再将此聚酰胺酸溶液旋涂于干燥、平滑的板上，采用阶梯升温法，加热直至得到亚胺化完全的聚酰亚胺薄膜；或者将聚酰胺酸溶液用甲苯加热脱水，再升温至160℃以上，制备聚酰亚胺树脂。上述方法中，化学亚胺化方法为在装有机械搅拌、氮气导管的干燥的反应器中，加入极性溶剂和等摩尔比的含有异山梨醇的二胺单体和二酐，在室温和氮气保护下，搅拌，得到粘稠的聚酰胺酸溶液，然后加入乙酸酐和酸吸收剂吡啶或三乙胺使其环化制备聚酰亚胺。除本专利技术方法外，还可以用含有异山梨醇的二胺单体与四酸反应得到的聚酰亚胺 也可以用含有异山梨醇的二胺单体与四酸的二元酯反应得到的聚酰亚胺 制备聚酰亚胺所采用的四酸以及四酸二元酯为上述二酐对应的四酸以及四酸的二元酯。本专利技术方法制备的含有异山梨醇的聚酰亚胺，由于引入了脂环族结构、且异山梨醇具有扭曲结构，因此阻止分子链之间的紧密堆积，增加了材料的自由体积，进而提高材料的溶解性。合成的含有异山梨醇的聚酰亚胺具有良好的溶解性，可溶于一般极性溶剂，甚至可溶于四氢呋喃，有着良好的成膜性能，加工便利，可制备膜、纤维等等。另外，由于异山梨醇的热稳定性，合成的聚酰亚胺有着较高的玻璃化转变温度，大约为300℃，热稳定性能好，分解温度可大于400℃。如采用的二酸酐刚性大，则可达到更高温度。另外，虽然引入了脂环族结构，但异山梨醇的脂环族有着一定的刚性，因而具有良好的力学性能。总之，含有异山梨醇的聚酰亚胺由于其优异的性能，可用于光学玻璃、光学器件、电子封装、液晶显示器等领域中。而利用这种聚酰亚胺的旋光及其手性特征，则可望在手性分离膜，手性固定相等方本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含有异山梨醇单元的旋光性聚酰亚胺，其特征在于该聚酰亚胺的结构为：＊＊＊上式中，Ａｒ’为：＊＊＊或＊＊＊中的任何一种，Ａｒ为以下结构中的任何一种或多种：＊＊＊。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：任鸿烽，宋莉芳，郭妙才，连彦青，王晓工，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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