[发明专利]可溶性生物基长碳链半脂环族聚酰亚胺、薄膜及其制备方法

权利要求书

1.具有式Ⅰ结构的可溶性生物基长碳链半脂环族聚酰亚胺，

式中n=1-200。

2.根据权利要求1所述的可溶性生物基长碳链半脂环族聚酰亚胺，其特征在于，其由马来海松酸二酐和1,10-癸二胺制备而得，所述马来海松酸二酐与1,10-癸二胺的摩尔比为1-1.05:1。

3.根据权利要求2所述的可溶性生物基长碳链半脂环族聚酰亚胺，其特征在于，所述马来海松酸二酐与1,10-癸二胺的摩尔比为1.01:1。

4.一种可溶性生物基长碳链半脂环族聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将1,10-癸二胺和有机溶剂置于三口瓶中，室温并在惰性气体保护下，搅拌至完全溶解，然后将马来海松酸二酐分3-5次投入三口瓶中，每2次投料间隔为5-30min，投料完毕后，继续反应1.5-5h，得聚酰胺酸溶液，所述聚酰胺酸溶液的固含量为10-20%；

（2）将步骤（1）得到的聚酰胺酸溶液通过梯度升温的方式或连续升温的方式，使其发生热酰亚胺化反应得到所述可溶性生物基长碳链半脂环族聚酰亚胺薄膜；或者在步骤（1）得到的聚酰胺酸溶液中加入化学脱水剂和催化剂后，通过化学酰亚胺化的方法得到所述可溶性生物基长碳链半脂环族聚酰亚胺薄膜；或者同时采用热酰亚胺化和化学酰亚胺化法来得到所述可溶性生物基长碳链半脂环族聚酰亚胺薄膜。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种或几种；

所述化学脱水剂选自乙酸酐、冰醋酸、氯化亚砜、三氟乙酸酐、苯甲酸酐中的一种或几种；

所述催化剂选自三乙胺、异喹啉、吡啶、羟基吡啶中一种或几种。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述热酰亚胺化反应步骤如下：将步骤（1）得到的聚酰胺酸溶液涂覆于干净的玻璃板上，随后将玻璃板放入含有硅胶干燥剂的玻璃容器中，玻璃容器顶部留出几个小孔方便溶剂蒸发排除，将玻璃容器放入烘箱中，加热升温进行热酰亚胺化反应，其工艺参数如下，梯度升温方式：由室温升温0.5-1.5小时至55-60℃，保温4-7小时，然后升温1-2小时至110-130℃，保温0.4-0.8小时，然后继续升温0.4-0.8小时至150-170℃，保温0.1-0.3小时，然后继续升温0.4-0.8小时至195-205℃，保温0.4-0.8小时，然后继续升温0.5-1.5小时至225-235℃，保温1-2小时；连续升温方式：由室温升温0.5-1.5小时至55-60℃，保温0.5-1.5小时，除去溶剂，然后继续升温1.5-2.5小时至225-235℃，保温1.5-2.5小时；待热酰亚胺化反应结束后，缓慢冷却到室温，即得所述可溶性松香基聚酰亚胺薄膜，经水煮脱膜；

所述化学酰亚胺化反应步骤如下：将步骤（1）得到的聚酰胺酸溶液中加入化学脱水剂与催化剂，所述化学脱水剂的添加量为马来海松酸二酐与1,10-癸二胺总重量的2-4%，所述催化剂的添加量为马来海松酸二酐与1,10-癸二胺总重量的0.1-2%，搅拌均匀，涂覆于干净的玻璃板上，随后将玻璃板放入含有硅胶干燥剂的玻璃容器中，玻璃容器顶部留出几个小孔方便溶剂蒸发排除，将玻璃容器放入烘箱中，加热升温进行化学酰亚胺化反应，其工艺如下：由室温升温0.2-0.8小时至55-60℃，保温3-7小时，然后继续升温0.2-0.8小时至225-235℃，保温0.4-0.6小时，待化学酰亚胺化反应结束后，缓慢冷却到室温，即得到所述可溶性松香基聚酰亚胺薄膜，经水煮脱膜；

所述热酰亚胺化和化学酰亚胺化并用的反应步骤如下：将步骤（1）得到的聚酰胺酸溶液中加入化学脱水剂与催化剂，所述化学脱水剂的添加量为马来海松酸二酐与1,10-癸二胺总重量的2-4%，所述催化剂的添加量为马来海松酸二酐与1,10-癸二胺总重量的0.1-2%，搅拌均匀，涂覆于干净的玻璃板上，随后将玻璃板放入含有硅胶干燥剂的玻璃容器中，玻璃容器顶部留出几个小孔方便溶剂蒸发排除，将玻璃容器放入烘箱中，加热升温，进行热酰亚胺化与化学酰亚胺化反应，其工艺如下，由室温升温0.2-0.8小时至60℃，保温1.5-2.5小时，然后继续升温0.2-0.8小时至140-150℃，保温0.4-0.6小时，然后继续升温0.2-0.8小时至225-235℃，保温0.4-0.6小时，待热酰亚胺化与化学酰亚胺化反应结束后，缓慢冷却到室温，即得到所述可溶性松香基聚酰亚胺薄膜，经水煮脱膜。