[发明专利]一种含呋喃环的交联型聚酰亚胺树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含呋喃环的交联型聚酰亚胺树脂及其制备方法。该交联型聚酰亚胺树脂通过含呋喃环的聚酰亚胺与双马来酰亚胺热交联得到。含呋喃环的聚酰亚胺树脂交联后的玻璃化转变温度和机械性能明显提高，在航空航天、空间、微电子和精密机械等许多高新技术领域具有广阔应用前景。

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺及其制备领域，具体涉及一种含呋喃环的交联型聚酰亚胺树脂及其制备方法。

背景技术

从上世纪50年代开始，随着美苏军备竞赛和电子工业的发展，制造业对高性能材料的需求日益迫切。高分子材料也在这种形势的驱动下向具备耐高温和高强度等特性的特种工程塑料的方向发展，其中，聚酰亚胺是一类重要的高性能聚合物，具有机械强度高、耐高温、化学稳定、抗蠕变等十分优异的综合性能。

近年来，由于可持续发展的需要，生物基聚合物发展越来越多地受到人们的关注。最近随着芳香族生物基单体5-羟甲基糠醛发展，由此衍生的2,5-呋喃二甲酸越来越多地用作制备新型生物基聚合物，如专利申请号2017113804334采用2,5-呋喃二甲酸制备相应的聚酰亚胺，其中基于2,5-呋喃二甲酸的聚酰亚胺兼具高使用温度和热稳定性，可以应用于航空航天、空间、微电子和精密机械等许多高新技术领域，但是其热、机械等性能仍有待进一步提高。

发明内容

本发明的技术目的是针对上述技术背景，提供一种含呋喃环的交联型聚酰亚胺树脂，该含呋喃环的交联型聚酰亚胺树脂相比未交联含呋喃环的聚酰亚胺树脂具有更优异的机械性能和更高玻璃化转变温度等优点。

本发明采用的技术方案是：一种含呋喃环的交联型聚酰亚胺树脂，通过含呋喃环的聚酰亚胺与双马来酰亚胺类化合物交联得到，所述含呋喃环的聚酰亚胺的结构式如下列式(1)、(2)或式(3)所示：

式(1)、(2)或式(3)中，X是二元酸酐单体残基，n是大于0的整数，进一步，n为1～1000的整数。

所述的X可选自下列基团中的一种或两种以上：

其中，左右末端各两个横线“－”表示X基团与重复单元中碳原子的连接键，而不表示甲基。

作为优选，所述的X可选自下列基团中的一种或两种：

本发明中，所述含呋喃环的聚酰亚胺可由二元酸酐单体与二胺合成得到，该产物和合成方法已公开在“Partially bio-based aromatic polyimides derived from 2,5-furandicarboxylic acid with high thermal and mechanical properties,J.Polym.Sci.Part A:Polym.Chem.2018,56,1058-1066.”中。

所述的双马来酰亚胺类化合物具有如下式(4)所示的结构式：

式(4)中，Ar是二胺单体残基。

进一步，所述的Ar可选自下列基团中的一种或两种以上：

其中，末端两个横线“－”表示Ar基团与重复单元中碳原子的连接键，而不表示甲基。

优选所述双马来酰亚胺类化合物为二苯甲烷双马来酰亚胺或4,4’-双马来酰亚胺二苯基醚。

本发明还提供了所述含呋喃环的交联型聚酰亚胺树脂的制备方法，具有操作简便、易于控制等优点。

所述的含呋喃环的交联型聚酰亚胺树脂的制备方法，具体包括以下步骤：