一种含咔唑结构的新型超支化聚酰亚胺及其制备方法和用途.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CN105566633A(43)申请公布日2016.05.11(21)申请号201610126003.9(22)申请日2016.03.08(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)发明人谭井华赵胜球刘亦武黄杰何伟林熊宇风朱丽琼曾义吴若梅(51)Int.Cl.C08G73/10(2006.01)C08J5/18(2006.01)权利要求书4页说明书8页附图1页(54)发明名称一种含咔唑结构的新型超支化聚酰亚胺及其制备方法和用途(57)摘要本发明公开的是一种含咔唑结构的新型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含咔唑结构的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，较好的光学性能，良好的溶解性。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光敏、光波导及气体渗透分离膜等领域具有较好的应用前景。CN105566633ACN105566633A权利要求书1/4页1.一种含咔唑结构的新型超支化聚酰亚胺，其分子结构通式如下所示：其中：m，z，n为1～10000，Y选自以下结构通式中的一种或一种以上：其中Ar1选自下列结构式中的任何一种：其中Ar2、Ar3和Ar4选自下列结构式中的任何一种：2CN105566633A权利要求书2/4页X选自以下结构通式中的一种或一种以上：3CN105566633A权利要求书3/4页。2.根据权利要求1所述含咔唑结构的新型超支化聚酰亚胺材料，其特征在于：超支化聚酰亚胺材料可以制备成粉体、薄膜。3.根据权利要求1所述含咔唑结构的新型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:(0.8～2.5)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。4.根据权利要求3所述含咔唑结构的新型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％。5.根据权利要求3所述含咔唑结构的新型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。6.根据权利要求3所述含咔唑结构的新型超支化聚酰亚胺材料的制备方法，其特征在于：超支化聚酰胺酸胶液酰亚胺化得到聚酰亚胺的方法可以是热酰亚胺化或化学酰亚胺4CN105566633A权利要求书4/4页化。7.根据权利要求6所述含咔唑结构的新型超支化聚酰亚胺材料的制备方法，其特征在于：热酰亚胺化的具体操作为：将超支化聚酰胺酸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℃恒温整个过程0.8～2h，冷却后可取出超支化聚酰亚胺膜或粉体。8.根据权利要求6所述含咔唑结构的新型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，如需制备膜材，则可以将聚酰亚胺粉体溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、间甲酚(m-Cresol)或四氢呋喃(THF)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，冷却后可取出聚酰亚胺膜。9.根据权利要求1所述的含咔唑结构的新型超支化聚酰亚胺材料，其特征在于其可应用于光敏、光波导及气体渗透分离膜领域。5CN105566633A说明书1/8页一种含咔唑结构的新型超支化聚酰亚胺及其制备方法和用途技术领域[0001]本发明涉及材料科学领域，特别是一种含咔唑结构的新型超支化聚酰亚胺及其制备方法。技术背景[0002]聚酰亚胺(PI)是一类以酰亚胺环为特征的高分子材料，其具有优良的耐热及耐热氧化稳定性、优异的环境稳定性、绝缘性能以及力学性能等，因此，在航天、航空、机械、电子等现代工业中得到了广泛的应用。然而，由于聚酰亚胺分子链本身具有很强的刚性以及分子链间强烈的相互作用，大部分聚酰