螺双苯并噁唑二胺及其制备方法和应用、聚酰亚胺及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于高分子技术领域，具体涉及螺双苯并噁唑二胺及其制备方法和应用、聚酰亚胺及其制备方法和应用。采用本发明专利技术提供的螺双苯并噁唑二胺作为单体制备得到聚酰亚胺，将螺环结构引入二胺结构中，使得到的聚酰亚胺具有优异的溶解性和可加工性；同时使聚酰亚胺形成微孔结构，改善了聚酰亚胺的气体渗透性。改善了聚酰亚胺的气体渗透性。改善了聚酰亚胺的气体渗透性。

【技术实现步骤摘要】
螺双苯并噁唑二胺及其制备方法和应用、聚酰亚胺及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于高分子
，具体涉及螺双苯并噁唑二胺及其制备方法和应用、聚酰亚胺及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚酰亚胺是一种耐候、耐溶剂优异的特种工程材料，其广泛应用于电子、电工、航天航空、膜分离等行业。传统的聚酰亚胺由于出色的刚性分子骨架和强烈的分子间相互作用而表现出优异的气体选择性，但是其耐热性能以及机械性能较差；同时由于刚性的分子链和紧密的分子堆积，使得传统的聚酰亚胺的溶解性和可加工性降低。
[0003]在现有技术中，通过在聚酰亚胺分子主链引入芳杂环结构，可以有效改善聚酰亚胺的力学性能和耐高温性，其中苯并噁唑作为一种典型的刚性芳香族杂环单元被引入聚酰亚胺分子主链中可明显提高材料的力学性能和耐热性能，例如公开号为CN108117653A的中国专利技术专利及文献“Preparation and Properties of High
‑
performance Polyimide Copolymer Fibers Derived from 5
‑
Amino
‑2‑
(2
‑
hydroxy
‑5‑
aminobenzene)
‑
benzoxazole”，其中制备的苯并噁唑类聚酰亚胺具有高玻璃化转变温度以及优异的力学性能。但是所得到的苯并噁唑类聚酰亚胺依然存在溶解性差、难以加工的缺陷，同时较低的气体渗透性也限制了在气体分离膜领域的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种螺双苯并噁唑二胺，利用本专利技术提供的螺双苯并噁唑二胺作为反应单体制备得到的聚酰亚胺具有优异的溶解性、易加工性和气体渗透性。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种螺双苯并噁唑二胺，具有式Ⅰ所示结构：
[0007][0008]其中，所述R为
‑
H、
‑
CH3或
‑
OH。
[0009]优选的，所述螺双苯并噁唑二胺为具有式
Ⅰ‑
1、式
Ⅰ‑
2、式
Ⅰ‑
3、式
Ⅰ‑
4或式
Ⅰ‑
5所示结构的化合物；
[0010][0011]优选的，所述螺双苯并噁唑二胺为具有式
Ⅰ‑
6、式
Ⅰ‑
7、式
Ⅰ‑
8、式
Ⅰ‑
9或式
Ⅰ‑
10所示结构的化合物；
[0012][0013][0014]本专利技术还提供了上述技术方案所述的螺双苯并噁唑二胺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0015]将双酚A与甲基磺酸发生重排反应，得到具有式a所示结构的中间体；
[0016]将所述具有式a所示结构的中间体与苄基氯发生第一缩合反应，得到具有式b所示结构的中间体；
[0017]将所述具有式b所示结构的中间体经硝化反应，得到具有式c所示结构的中间体；
[0018]将所述具有式c所示结构的中间体经第一催化加氢反应，得到具有式d所示结构的中间体；
[0019]将具有式e所示结构的单体经酰氯化反应，得到具有式f所示结构的中间体；
[0020]将所述具有式f所示结构的中间体与所述具有式d所示结构的中间体经第二缩合反应，得到具有式g所示结构的中间体；
[0021]将所述具有式g所示结构的中间体经关环反应，得到具有式h所示结构的中间体；
[0022]将所述具有式h所示结构的中间体经第二催化加氢反应，得到所述螺双苯并噁唑二胺；
[0023][0024][0025]本专利技术还提供了上述技术方案所述螺双苯并噁唑二胺或上述技术方案所述制备方法制备得到的螺双苯并噁唑二胺在制备聚酰亚胺中的应用。
[0026]本专利技术还提供了一种聚酰亚胺，具有式Ⅱ所示结构：
[0027][0028]所述R为
‑
H、
‑
CH3或
‑
OH；
[0029]所述n为40～60。
[0030]优选的，所述聚酰亚胺为具有式
Ⅱ‑
1、式
Ⅱ‑
2、式
Ⅱ‑
3、式
Ⅱ‑
4或式
Ⅱ‑
5所示结构的化合物；
[0031][0032][0033]优选的，所述聚酰亚胺为具有式
Ⅱ‑
6、式
Ⅱ‑
7或式
Ⅱ‑
8所示结构的化合物；
[0034][0035]本专利技术还提供了上述技术方案所述聚酰亚胺的制备方法，包括以下步骤：
[0036]将螺双苯并噁唑二胺和六氟二酐经缩聚反应得到所述聚酰亚胺；
[0037]所述螺双苯并噁唑二胺为上述技术方案所述的螺双苯并噁唑二胺或上述技术方案所述制备方法制备得到的螺双苯并噁唑二胺。
[0038]本专利技术还提供了上述技术方案所述聚酰亚胺或上述技术方案所述制备方法制备得到的聚酰亚胺在气体分离中的应用。
[0039]本专利技术提供了一种具有式I所示结构的螺双苯并噁唑二胺。采用本专利技术提供的螺双苯并噁唑二胺作为单体制备得到聚酰亚胺，将螺环结构引入苯并噁唑类二胺分子结构
中，可以破坏分子链的有效堆积，在保持耐热性能和力学性能的基础上，进一步提高聚酰亚胺的溶解性，进而提高聚酰亚胺的可加工性；同时，螺环结构的引入能够使聚酰亚胺的形成微孔结构，进一步改善了聚酰亚胺的气体渗透性。
附图说明
[0040]图1为实施例1～3所得到的螺双苯并噁唑二胺的核磁氢谱图；
[0041]图2为采用实施例1～3所得到的聚酰亚胺制备得到的聚酰亚胺薄膜的红外谱图；
[0042]图3为采用实施例1～3所得到的聚酰亚胺制备得到的聚酰亚胺薄膜的热稳定性测试图；
[0043]图4为采用实施例1～3所得到的聚酰亚胺制备得到的聚酰亚胺薄膜的玻璃化转变温度测试图；
[0044]图5为采用实施例1～3所得到的聚酰亚胺制备得到的聚酰亚胺薄膜的拉伸测试图。
具体实施方式
[0045]本专利技术提供了一种螺双苯并噁唑二胺，具有式Ⅰ所示结构：
[0046][0047]其中，所述R为
‑
H、
‑
CH3或
‑
OH。
[0048]在本专利技术中，所述螺双苯并噁唑二胺优选为具有式
Ⅰ‑
1、式
Ⅰ‑
2、式
Ⅰ‑
3、式
Ⅰ‑
4或式
Ⅰ‑
5所示结构的化合物；
[0049][0050]在本专利技术中，所述螺双苯并噁唑二胺进一步优选为具有式
Ⅰ‑
6、式
Ⅰ‑
7、式
Ⅰ‑
8、式
Ⅰ‑
9或式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螺双苯并噁唑二胺，具有式Ⅰ所示结构：其中，所述R为
‑
H、
‑
CH3或
‑
OH。2.根据权利要求1所述的螺双苯并噁唑二胺，其特征在于，所述螺双苯并噁唑二胺为具有式
Ⅰ‑
1、式
Ⅰ‑
2、式
Ⅰ‑
3、式
Ⅰ‑
4或式
Ⅰ‑
5所示结构的化合物；。3.根据权利要求1或2所述的螺双苯并噁唑二胺，其特征在于，所述螺双苯并噁唑二胺为具有式
Ⅰ‑
6、式
Ⅰ‑
7、式
Ⅰ‑
8、式
Ⅰ‑
9或式
Ⅰ‑
10所示结构的化合物；
4.权利要求1～3任一项所述螺双苯并噁唑二胺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将双酚A与甲基磺酸发生重排反应，得到具有式a所示结构的中间体；将所述具有式a所示结构的中间体与苄基氯发生第一缩合反应，得到具有式b所示结构的中间体；将所述具有式b所示结构的中间体经硝化反应，得到具有式c所示结构的中间体；将所述具有式c所示结构的中间体经第一催化加氢反应，得到具有式d所示结构的中间体；将具有式e所示结构的单体经酰氯化反应，得到具有式f所示结构的中间体；将所述具有式f所示结构的中间体与所述具有式d所示结构的中间体经第二缩合反应，得到具有式g所示结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：于有海，陈海权，钱广涛，陈春海，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：