一种高耐热超支化聚酰亚胺及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108997578A(43)申请公布日2018.12.14(21)申请号201810859388.9(22)申请日2018.07.31(71)申请人湖南工业大学地址412007湖南省株洲市天元区泰山西路88号(72)发明人谭井华刘亦武黄杰彭思梅吴鼎(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人任重冯振宁(51)Int.Cl.C08G73/10(2006.01)C08J5/18(2006.01)C08L79/08(2006.01)权利要求书5页说明书10页附图1页(54)发明名称一种高耐热超支化聚酰亚胺及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开的是一种高耐热超支化聚酰亚胺及其制备方法和应用。该类超支化聚酰亚胺材料以芳香族三胺和各种四酸二酐为原料，通过酰亚胺化制成。该类超支化聚酰亚胺具有较高的玻璃化转变温度和热稳定性，较低的热膨胀系数和优异的溶解性。本发明的合成方法工艺简单、多样，因而适于工业生产。本发明所公开的超支化聚酰亚胺在耐高温领域以及气体渗透分离膜等材料领域具有较好的应用前景。CN108997578ACN108997578A权利要求书1/5页1.一种高耐热超支化聚酰亚胺材料，其分子结构通式如下所示：其中：m，z，n为1～10000，Y结构如通式I所示：其中Ar1选自下列结构式中的任何一种：优选地，所述Ar1选自X选自以下结构通式中的一种或一种以上：2CN108997578A权利要求书2/5页3CN108997578A权利要求书3/5页2.根据权利要求1所述高耐热超支化聚酰亚胺材料，其特征在于：所述结构式I中的Ar2和Ar3选自下列结构式中的任何一种：4CN108997578A权利要求书4/5页优选地，所述Ar2选自中的一种；优选地，所述Ar3选自中的一种。3.根据权利要求1所述一种高耐热超支化聚酰亚胺材料，其特征在于：超支化聚酰亚胺材料制备成粉体、薄膜。4.根据权利要求1所述一种高耐热超支化聚酰亚胺材料的制备方法，其特征在于：氩气气氛中，将含Y结构的三胺与含X结构的二酐按摩尔比为1:0.8～1:2.5溶在强极性非质子有机溶剂中，在-10～55℃搅拌反应0.5～90h，得到均相透明的超支化聚酰胺酸溶液，并对超支化聚酰胺酸溶液进行酰亚胺化得到超支化聚酰亚胺材料。5.根据权利要求4所述一种高耐热超支化聚酰亚胺材料的制备方法，其特征在于：含Y结构的三胺与含X结构的二酐总质量占反应物料总质量的0.5～30％。6.根据权利要求4所述一种高耐热超支化聚酰亚胺材料的制备方法，其特征在于：强极性非质子有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二甲基砜、环丁砜、1,4-二氧六环、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、间甲酚、四氢呋喃中的一种或一种以上的混合物。7.根据权利要求4所述一种高耐热超支化聚酰亚胺材料的制备方法，其特征在于：超支化聚酰胺酸溶液酰亚胺化得到聚酰亚胺的方法是热酰亚胺化或化学酰亚胺化。8.根据权利要求7所述一种高耐热超支化聚酰亚胺材料的制备方法，其特征在于：热酰5CN108997578A权利要求书5/5页亚胺化的具体操作为：将超支化聚酰胺酸溶液胶液刮涂在玻璃板上，再将玻璃板置于真空烘箱中，抽真空，升温程序为：室温升温至80℃～120℃后恒温整个过程0.8～3h，之后再升温至150℃～200℃后恒温整个过程0.8～2h，最后升温至300℃～400℃后恒温整个过程0.8～2h，冷却、取出超支化聚酰亚胺膜或粉体。9.根据权利要求7所述一种高耐热超支化聚酰亚胺的制备方法，其特征在于：化学酰亚胺化的具体操作为：在超支化聚酰胺酸溶液中加入吡啶/乙酸酐、或三乙胺/乙酸酐、或乙酸钠/乙酸酐作为脱水剂，升温搅拌，加热至40～170℃继续搅拌4～24h，冷却至室温后倒入甲醇或乙醇中得到超支化聚酰亚胺沉淀，过滤、洗涤、干燥，即得到超支化聚酰亚胺粉体，将聚酰亚胺粉体溶于N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、间甲酚或四氢呋喃中，加热至完全溶解后，将聚酰亚胺溶液刮涂在玻璃板上，70～200℃真空干燥去除溶剂，冷却、取出聚酰亚胺膜。10.根据权利要求1所述的一种高耐热超支化聚酰亚胺材料，其特征在于其应用于耐高温领域以及气体渗透分离膜领域。6CN108997578A说明书1/10页一种高耐热超支化聚酰亚胺及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及材料科学领域，特别是一种高耐热超支化聚酰亚胺及其制备方法和应用。技术背景[0002]聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物。根据其分子结构的不同可分为芳香型聚酰亚胺和脂肪型聚酰亚胺。其中，芳香族聚酰亚胺以其低介电性、高机械性、易制备、特别是较高热稳定性；但是其溶解性和加工性