一种结构可控的聚酰亚胺聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种结构可控的聚酰亚胺聚合物及其制备方法，聚酰亚胺聚合物的制备原料包括1,2,4

【技术实现步骤摘要】
一种结构可控的聚酰亚胺聚合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及C08G73/10
，具体涉及一种结构可控的聚酰亚胺聚合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰亚胺聚合物是分子中含有酰亚胺结构的一类刚性较大的高分子材料，通常用二胺和二酐聚合得到。聚酰亚胺聚合物在聚合过程中通常采用两步法，先将二胺和二酐聚合得到聚酰胺酸，再将聚酰胺酸在高温下脱水，得到聚酰胺聚合物。聚酰亚胺的性质与聚酰胺酸的分子结构、分子量都有很大的关系。
[0003]中国专利CN106589370A公开了一种聚酰胺酸组合物和制备方法，通过在合成聚酰胺酸的过程中加入与四羧酸二酐单体中残基结构一致的二羧酸二酯，通过二羧酸二酯的加入进行聚合的封端，以调整合成的聚酰胺酸的特性粘度，还可以进行进一步的分子链增长。中国专利CN101928460A公开了一种含活性基团线性聚酰亚胺
‑
马来酰亚胺共聚物的制备方法，通过调节合成过程中聚酰胺酸分子结构和分子量，来达到调控聚酰亚胺结构和性能的目的。
[0004]基于此，本专利技术提出了一种结构可控的聚酰亚胺聚合物及其制备方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术第一个方面提出了一种结构可控的聚酰亚胺聚合物，制备原料包括酸酐类物质、二胺；其中酸酐类物质包括二元羧酸酐、三元羧酸酐、四元羧酸酐中的至少一种。
[0006]在一种优选的实施方式中，所述酸酐类物质为三元羧酸酐和四元羧酸酐，其中三元羧酸酐与四元羧酸酐的摩尔质量比值为0.1
‑
0.5。更优选的，所述三元羧酸酐与四元羧酸酐的摩尔质量比值为0.1
‑
0.3。
[0007]在一种优选的实施方式中，所述三元羧酸酐选自1,2,4
‑
环己烷三甲酸酐、1,2,4
‑
苯三甲酸酐、氯化偏苯三酸酐中的至少一种。优选的，所述三元羧酸酐为1,2,4
‑
环己烷三甲酸酐(CAS号53611
‑
01
‑
1)。
[0008]申请人在实验过程中发现，酸酐类物质中加入三元羧酸酐，如1,2,4
‑
环己烷三甲酸酐，可以调控聚酰胺酸的分子量，也可以调控聚酰亚胺分子链结构，改善聚酰亚胺分子链的柔韧性，进一步调控聚酰亚胺聚合物力学性能。申请人认为原因在于，1,2,4
‑
环己烷三甲酸酐在聚酰胺酸合成过程中，在直链分子中引入了酰胺键，破坏了聚酰氨酸规整分子结构，也降低了聚酰亚胺的结晶度，降低了聚酰亚胺结构的刚性。并且申请人还发现，当三元羧酸酐与四元羧酸酐的摩尔质量比值为0.1
‑
0.3时，合成得到的聚酰亚胺不仅具有良好的耐高温能力，还能保证良好的疏水性，当三元羧酸酐的含量增加时，生成的酰胺键增多，虽然可以进一步改善柔韧性，但是会提高吸湿性，限制其在疏水环境中的应用。
[0009]在一种优选的实施方式中，所述四元羧酸酐为脂环族四元羧酸酐和芳香族四元羧酸酐的复配，其中脂环族四元羧酸酐和芳香族四元羧酸酐的摩尔质量比值为0.8
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1.2。
[0010]在一种优选的实施方式中，所述脂环族四元羧酸酐和芳香族四元羧酸酐的摩尔质量比值为1.0
‑
1.2；更优选的，摩尔质量比值为1。
[0011]在一种优选的实施方式中，所述脂环族四元羧酸酐为非平面脂环族四元羧酸酐，包括2,3,5
‑
三羧基环戊基乙酸二酐、1,2,3,4
‑
环丁烷四羧酸二酐，1,2,4,5
‑
环己烷四羧酸二酐、双环(2.2.2)辛
‑7‑
烯
‑
2,3,5,6
‑
四羧酸二酐中的至少一种。
[0012]更优选的，所述非平面脂环族四元羧酸酐为双环(2.2.2)辛
‑7‑
烯
‑
2,3,5,6
‑
四羧酸二酐。
[0013]在一种优选的实施方式中，所述芳香族四元羧酸酐至少含有两个苯环，包括3,3',4,4'
‑
三苯双醚四甲酸二酐3,3',4,4'
‑
联苯四甲酸二酐3,3',4,4'
‑
二苯甲酮四甲酸二酐4,4
′‑
联苯醚二酐4,4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐偶氮邻苯二甲酸酐中的至少一种。
[0014]更优选的，所述芳香族四元羧酸酐为4,4
’‑
联苯醚二酐。
[0015]申请人在研究过程中发现，以非平面脂环族四元羧酸酐和芳香族四元羧酸酐进行复配，与二胺反应得到聚酰胺酸，再进一步得到的聚酰亚胺，在分子链结构上具有呈环状的支链，不仅破坏了分子链的规整性，还可以通过自身的环状结构作为支撑点，降低分子链堆积密度，还降低了分子间作用力，改善聚酰亚胺聚合物的柔韧性。并且申请人还发现，当加入的非平面脂环族四元羧酸酐为双环(2.2.2)辛
‑7‑
烯
‑
2,3,5,6
‑
四羧酸二酐时，效果更佳，申请人认为原因在于，双环(2.2.2)辛
‑7‑
烯
‑
2,3,5,6
‑
四羧酸二酐相比于本专利技术中其他的是非平面脂环族四元羧酸酐，支链的脂肪环上还带有键能更高且分子结构更稳固的碳碳双键，在分子链芳环堆积的过程中能保持自身结构，降低分子链堆积密度，改善聚酰亚胺聚合物的柔韧性。但是申请人在实验过程中发现，非平面脂环族四元羧酸酐和芳香族四元羧酸酐的加入量对最终的效果有较大影响，当非平面脂环族四元羧酸酐加入量太多时，聚酰亚胺聚合物的分子链中空隙会增大，降低聚酰亚胺聚合物的使用稳定性，并且在后续使用过程中，双键容易在催化剂的作用下发生反应，形成分子链更加复杂，还会极大增加分子量，降低使用效果。
[0016]在一种优选的实施方式中，所述二胺为芳香族二胺和/或脂肪族二胺。
[0017]在一种优选的实施方式中，所述二胺为芳香族二胺，更优选为4,4'
‑
二氨基二苯醚、4,4'
‑
二氨基二苯甲烷、2,6
‑
二氨基
‑
苯甲酸、4,4'
‑
二氨基八氟联苯、1,4
‑
二氨基苯、2,5
‑
二氨基
‑3‑
甲基吡啶、2,2'
‑
二氨基二苯二硫醚、3,4
‑
二氨基二苯醚、2,2'
‑
双(三氟甲基)
‑
4,4'
‑
二氨基苯基醚、2,4
‑
二氨基苯乙醚中的至少一种。
[0018]在一种优选的实施方式中，所述芳香族二胺为3,4
‑
二氨基二苯醚。
[0019]在一种优选的实施方式中，所述二胺和酸酐类物质的摩尔质量比例1：(1.0
‑
1.1)，更优选的，所述二胺和酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结构可控的聚酰亚胺聚合物，其特征在于，制备原料包括酸酐类物质、二胺；其中酸酐类物质包括二元羧酸酐、三元羧酸酐、四元羧酸酐中的至少一种。2.根据权利要求1所述的所述的聚酰亚胺聚合物，其特征在于，所述酸酐类物质为三元羧酸酐和四元羧酸酐，其中三元羧酸酐与四元羧酸酐的摩尔质量比值为0.1
‑
0.5。3.根据权利要求1
‑
2任一项所述的聚酰亚胺聚合物，其特征在于，所述四元羧酸酐为脂环族四元羧酸酐和芳香族四元羧酸酐的复配，其中脂环族四元羧酸酐和芳香族四元羧酸酐的摩尔质量比值为0.8
‑
1.2。4.根据权利要求3所述的聚酰亚胺聚合物，其特征在于，所述脂环族四元羧酸酐为非平面脂环族四元羧酸酐，所述芳香族四元羧酸酐至少含有两个苯环。5.根据权利要求4所述的聚酰亚胺聚合物，其特征在于，所述非平面脂环族四元羧酸酐选自2,3,5
‑
三羧基环戊基乙酸二酐、1,2,3,4
‑
环丁烷四羧酸二酐，1,2,4,5

【专利技术属性】
技术研发人员：张振宇，李雪峰，
申请(专利权)人：江苏环峰电工材料有限公司广州分公司，
类型：发明
国别省市：