[发明专利]一种含苯炔基的聚酰亚胺、制备方法及其应用

说明书

一种含苯炔基的聚酰亚胺、制备方法及其在制备热交联型聚酰亚胺薄膜和在制备聚酰亚胺化学修饰膜中的应用,属于高分子材料技术领域。其是首先制备一系列主含苯炔基的聚酰亚胺共聚物，并通过热交联和狄尔斯阿德反应对苯炔基聚酰亚胺进行功能化。在管式炉中440℃～480℃热处理聚酰亚胺薄膜12～24小时，得到棕色热交联型聚酰亚胺薄膜。其次以苯炔基聚酰亚胺为反应底物，以环戊二烯酮为加成剂，制备聚酰亚胺化学修饰产物。本发明制备得到的热交联型聚酰亚胺具有尺寸稳定性，机械性能、热性能良好等优点，可以应用在工程塑料方面，六苯基苯结构提供了较大的自由体积，聚酰亚胺化学修饰薄膜可应用于气体分离膜领域。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种含苯炔基的聚酰亚胺、制备 方法及其在制备交联型聚酰亚胺薄膜和在制备主链含六苯基苯结构的聚酰亚胺 中的应用。

背景技术

聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，具有良好的耐高温性、机 械性能、绝缘性和低介电损耗等性能，被认为是21世纪最有希望的工程塑料之 一。由于具有优异的综合性能，并可以通过特定官能团改性赋予独特的功能。目 前，聚酰亚胺应用于众多领域，如工程塑料：聚酰亚胺作为一种综合性能优异的 特种工程塑料，能够满足工业应用对于材料高强度、高模量、轻质、高尺寸稳定 性、耐磨性和自润滑的要求。聚酰亚胺工程塑料分为热塑性和热固性工程塑料两 种，并可通过模压、注射或传递模塑的方式进行成型加工。

薄膜材料：薄膜是聚酰亚胺最早的商品化形式之一，最初聚酰亚胺薄膜常被 用于电机的槽绝缘和电缆绕包材料。目前随着研究的逐渐深入以及新型聚酰亚胺 材料的不断涌现，聚酰亚胺薄膜已经被广泛应用于介电材料、柔性印刷线路板和 太阳能电池底板材料。

分离膜：聚酰亚胺气体分离膜近年来受到了学术界的广泛关注，由于稳定的 化学结构，优异的机械性能和较高的自由体积使聚酰亚胺气体分离膜在分离混合 气体时能够同时具有较高的渗透通量和选择性。目前，聚酰亚胺气体分离膜可应 用于H2/N2、H2/CH4、CO2/N2、CO2/CH4、O2/N2等多种体系的气体分离。而 目前的主要问题集中在提高聚酰亚胺材料的抗塑化能力方面，而引入交联结构能 够提高尺寸稳定性、机械性能和热稳定性，所以交联型聚酰亚胺的出现可以有效 改善抗塑化能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，设计并合成一系列含苯炔基的聚酰亚胺共聚物， 并通过热交联和狄尔斯阿尔德反应(Diels-Alder)对苯炔基聚酰亚胺进行功能化， 制备热交联型聚酰亚胺薄膜和聚酰亚胺化学修饰膜。

本发明首先是制备含苯炔基的聚酰亚胺共聚物，其结构式如下所示：

本发明所述的含苯炔基的聚酰亚胺共聚物的制备方法，其反应式及反应步骤 如下：