含苯并咪唑基聚酰亚胺及其制备方法和应用技术

本申请通过对聚酰亚胺的分子式进行设计，使聚酰亚胺兼备玻璃化转变温度高，热膨胀系数低的优点。进一步地，本申请所提供的含苯并咪唑基聚酰亚胺的制备方法操作简单，易工业化生产。产。产。

【技术实现步骤摘要】
含苯并咪唑基聚酰亚胺及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及高分子材料
，具体涉及一种含苯并咪唑基聚酰亚胺及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚酰亚胺(PI)是一种耐热性优良的绝缘材料，其广泛应用于电子、电工、航天航空等行业。
[0003]聚酰亚胺一般是由二胺类单体和二酐类单体发生聚合反应制备得到，传统聚酰亚胺薄膜热膨胀明显，热膨胀系数为45ppm/K，限制了聚酰亚胺作为核领域中结构件以及绝缘材料的应用。目前，含苯并咪唑基聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数具有良好的尺寸稳定性，其热膨胀系数为8～21ppm/K，但要应用于高温和辐射环境下，其膨胀系数还需进一步降低；同时，现有的含苯并咪唑基聚酰亚胺薄膜的玻璃化转变温度在300℃左右，无法满足耐高温要求。

技术实现思路

[0004]基于此，本申请提供一种含苯并咪唑基聚酰亚胺及其制备方法和应用。本申请所提供的含苯并咪唑基聚酰亚胺兼备玻璃化转变温度高，热膨胀系数低的优点。
[0005]本申请的第一方面，提供一种含苯并咪唑基聚酰亚胺，所述含苯并咪唑基聚酰亚胺具有如下式(1)所示结构单元：
[0006][0007]每个结构单元中的分别独立地具有如下式(2)所示结构：
[0008]R1、R2分别独立地为单键、C1～C4亚烷基、S1取代或未取代的C6～C
10
芳香基团、S2取代或未取代的C6～C
10
杂芳香基团或酰胺基；S1、S2分别独立地为：C6～C
10
杂芳香基团或S3取代或未取代的酰胺基；S3为C6～C
10
杂芳香基团；
[0009]每个结构单元中的分别独立地为S4取代或未取代的C6～C
10
芳香基团；
[0010]S4分别独立地为：C6～C
10
芳香基团或C6～C
10
芳香基团取代的S5；S5为n选自50～500。
[0011]在其中一个实施例中，R1、R2分别独立地为单键、C1～C4亚烷基、亚烷基、
[0012]在其中一个实施例中，每个结构单元中的分别独立地为
[0013][0014]在其中一个实施例中，每个结构单元中的分别独立地为
其中，R3选自选自
[0015]在其中一个实施例中，所述含苯并咪唑基聚酰亚胺的结构如式(3)所示：其中，每个结构单元中分别独立地为分别独立地为
[0016]每个结构单元中分别独立地为分别独立地为其中，R3选自
n1选自50～200，m选自0～200。
[0017]在其中一个实施例中，所述含苯并咪唑基聚酰亚胺的结构为
[0018][0019]在其中一个实施例中，所述含苯并咪唑基聚酰亚胺具有如下特征中的一个或多个：
[0020](1)所述含苯并咪唑基聚酰亚胺的玻璃化转变温度T
g
≥360℃；
[0021](2)所述含苯并咪唑基聚酰亚胺的热膨胀系数为0.8ppm/K～5.2ppm/K。
[0022]本申请的第二方面，提供一种本申请第一方面任一实施例所述的含苯并咪唑基聚酰亚胺的制备方法，包括以下步骤：
[0023]采用含苯并咪唑基二胺单体、芳香族二酐单体于溶剂中进行聚合反应，制备含苯并咪唑基聚酰胺酸；
[0024]将所述含苯并咪唑基聚酰胺酸进行亚胺化反应，制备所述含苯并咪唑基聚酰亚胺；
[0025]所述含苯并咪唑基二胺单体的结构如式(4)所示：
[0026][0027]所述芳香族二酐单体的结构如式(5)所示：
[0028][0029]的定义同本申请第一方面任一实施例所述。
[0030]在其中一个实施例中，所述含苯并咪唑基二胺单体包括
[0031][0032]中的一种或多种。
[0033]在其中一个实施例中，所述芳香族二酐单体包括
[0034][0035]中
的一种或多种。
[0036]在其中一个实施例中，所述含苯并咪唑基二胺单体和所述芳香族二酐单体的摩尔比为1:(1～1.3)。
[0037]在其中一个实施例中，所述溶剂选自N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、二甲基亚砜和N
‑
甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
[0038]在其中一个实施例中，所述聚合反应的工艺参数包括：反应温度为
‑
20℃～50℃。
[0039]在其中一个实施例中，所述亚胺化反应的工艺参数包括梯度升温处理和恒温处理中的一种或多种；
[0040]可选的，所述梯度升温处理的工艺参数包括：终点温度为250℃～400℃，升温速率为5℃/min；
[0041]可选的，所述恒温处理的工艺参数包括：反应温度为250℃～400℃。
[0042]本申请通过对聚酰亚胺的分子式进行设计，使聚酰亚胺兼备玻璃化转变温度高，热膨胀系数低的优点。进一步地，本申请所提供的含苯并咪唑基聚酰亚胺的制备方法操作简单，易工业化生产。
附图说明
[0043]图1为实施例1～实施例4制备的含苯并咪唑基聚酰亚胺薄膜的热失重分析谱图。
具体实施方式
[0044]以下结合具体实施例对本申请的含苯并咪唑基聚酰亚胺、含苯并咪唑基聚酰亚胺的制备方法和应用作进一步完整、清楚的描述。本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请公开内容理解更加透彻全面。
[0045]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
[0046]本文中，“一种或多种”指所列项目的任一种、任两种或任两种以上。
[0047]本申请中，“第一方面”、“第二方面”、“第三方面”、“第四方面”、“第五方面”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或数量，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。
[0048]本申请中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
[0049]本申请中，涉及到数值区间，如无特别说明，上述数值区间内视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
[0050]本申请中涉及的百分比含量，如无特别说明，对于固液混合和固相
‑
固相混合均指<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含苯并咪唑基聚酰亚胺，其特征在于，所述含苯并咪唑基聚酰亚胺具有如下式(1)所示结构单元：每个结构单元中的分别独立地具有如下式(2)所示结构：R1、R2分别独立地为单键、C1～C4亚烷基、S1取代或未取代的C6～C
10
芳香基团、S2取代或未取代的C6～C
10
杂芳香基团或酰胺基；S1、S2分别独立地为：C6～C
10
杂芳香基团或S3取代或未取代的酰胺基；S3为C6～C
10
杂芳香基团；每个结构单元中的分别独立地为S4取代或未取代的C6～C
10
芳香基团；S4分别独立地为：C6～C
10
芳香基团或C6～C
10
芳香基团取代的S5；S5为n选自50～500。2.根据权利要求1所述的含苯并咪唑基聚酰亚胺，其特征在于，R1、R2分别独立地为单键、C1～C4亚烷基、亚烷基、3.根据权利要求2所述的含苯并咪唑基聚酰亚胺，其特征在于，每个结构单元中的分别独立地为
4.根据权利要求1所述的含苯并咪唑基聚酰亚胺，其特征在于，每个结构单元中的分别独立地为分别独立地为其中，R3选自选自5.根据权利要求1～4任一项所述的含苯并咪唑基聚酰亚胺，其特征在于，所述含苯并咪唑基聚酰亚胺的结构如式(3)所示：其中，每个结构单元中分别独立地为
每个结构单元中分别独立地为分别独立地为其中，R3选自选自n1选自50～200，m选自0～200。6.根据权利要求1所述的含苯并咪唑基聚酰亚胺，其特征在于，所述含苯并咪唑基聚酰亚胺的结构为亚胺的结构为7.根据权利要求1～4任一项所述的含苯并咪唑基聚酰亚胺，其特征在于，所述含苯并
咪唑基聚酰亚胺具有如下特征中的一个或多个：(1)所述含苯并咪唑基聚酰亚胺的玻璃化转变温度T
g
≥360℃；(2)所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢朝晖，靳书武，李泽文，周建明，路广遥，
申请(专利权)人：中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：