[发明专利]含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺单体制备聚芳酰胺的方法

说明书

技术领域

本发明属聚芳酰胺的制备领域，特别是涉及含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺单体制备聚芳酰胺的方法。

背景技术

聚芳酰胺为综合性能优异的耐热高分子材料。自六七十年代开始产业化以来，它们已在各个领域得到应用。尤其是作为高性能纤维、高耐热复合材料基体及电子封装材料在航空航天、机械、微电子、石油化工等行业有着广泛的应用。尽管这类耐高温材料具有优异的综合性能，但由于它们所具有的刚性主链结构、以及分子间存在的较强相互作用和分子链的紧密堆积，致使大部分聚芳酰胺有很高的熔融温度，又不溶于有机溶剂(大多只溶于浓硫酸)，给其成型加工带来困难。这限制了它们在相关领域的进一步应用，尤其难以应用在耐高温涂料、薄膜中。为了克服这些缺点并且制备出加工性能良好、综合性能优异的聚酰亚胺，人们投入了很大的努力。

可溶性聚芳酰胺是近年来研究的热点，近年来报道较多的是含醚键和三氟甲基(CF₃)取代聚醚芳酰胺。由于分子主链中含有柔性的醚键和大的取代侧基，此类聚合物通常表现出良好的溶解性，室温下可溶于N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)等常规溶剂。同时由于氟原子独特的物理化学性质，如较大的电负性、较小的原子半径、较低的摩尔极化率等，使得这类材料具有较好的光学性能和介电性能，较低的吸湿率等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺单体制备聚芳酰胺的方法，本发明所得聚芳酰胺具有良好的溶解性能，可溶于常规的有机溶剂，优异的耐热性能，玻璃化温度和起始分解温度分别在270和450℃以上；优异的力学性能、良好的成膜性和光学性能，低的介电常数，介电常数在1.75～3.0之间。

本发明的含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺单体制备聚芳酰胺的方法，包括：

在氮气保护下，将含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺和二酸单体以等摩尔比溶于N-甲基吡咯烷酮有机溶剂中，得总固体质量百分数为10～40％溶液，用亚磷酸三苯酯和吡啶做催化剂，同时加入无水氯化钙增溶，100～140℃缩合反应3～5h后，将反应产物倒入甲醇或乙醇中，收集沉淀物干燥，得纤维状白色聚芳酰胺聚合物。

所述的含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺单体在另一篇申请“含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺单体及其制备”中已介绍。

所述的二酸单体是对苯二甲酸、间苯二甲酸、4，4’-二羧酸二苯醚或2，2’-双(4-羧酸苯基)六氟异丙烷。

所述的亚磷酸三苯酯和吡啶用量分别是含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺(或二酸)摩尔数的3～8倍。

所述的无水氯化钙用量为二胺和二酸总质量的10～40％。

所得聚芳酰胺结构式如下示：

其中，Ar’为或n在40～70。

聚芳酰胺的制备是以含双杂萘酮结构和三氟甲基取代芳香二胺单体为主要单体，分别与市售芳香二酸单体，以公知的反应程序合成聚芳酰胺。

有益效果

(1)本发明所得聚芳酰胺具有良好的溶解性能，可溶于常规的有机溶剂如N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺等，部分聚合物能溶于氯仿、四氢呋喃等低沸点溶剂中；

(2)优异的耐热性能，玻璃化温度和起始分解温度分别在270和450℃以上；

(3)优异的力学性能和良好的成膜性，膜的拉伸强度在70～150MPa之间，断裂伸长率在5～20％之间，起始模量在1.8GPa以上；

(4)优异的光学性能，截断波长在350～380nm之间，可见光范围内具有高的透光率；低的介电常数，介电常数在1.75～3.0之间。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1