[发明专利]一种含咔唑结构二胺单体及由其合成的聚酰亚胺

说明书

本发明属于有机高分子材料技术领域，公开了一种含咔唑结构二胺单体及由其合成的聚酰亚胺。本发明由3,6‑二溴‑9‑苯基咔唑和4‑氨基苯硼酸盐酸盐一步反应制得含咔唑结构二胺单体，该单体与芳香族二酐开环反应得到聚酰胺酸，再通过加热成环法得到聚酰亚胺。本发明的聚酰亚胺的合成方法反应温和，易于操作，为工业化的实现提供可能。本发明制备的聚酰亚胺材料表现出了优异的性能，特别是具有显著增强的热稳定性，在航空航天、电工和微电子等领域具有较大的潜在应用价值和较好的应用前景。

技术领域

本发明属于有机高分子材料技术领域，特别涉及一种含咔唑结构二胺单体及由其合成的聚酰亚胺。

背景技术

聚酰亚胺是耐热性最高的一类高分子材料，由于具有优异的综合性能，在航空、航天、电气、机械、化工、微电子等各个领域都有非常广泛的应用。上世纪60年代，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识。

芳香型聚酰亚胺以芳香环为分子主链使得其表现出优异综合性能。然而，随着微电子科技的发展，电子元器件的快速发展对材料提出了更高的要求，相比无机材料，聚酰亚胺材料由于其低成本、轻质高强、优良的成膜性、优异的结构柔韧性、可三维堆集等优点，在现代微电子领域显示出突出的应用前景；在结构设计方面更是具有优势，可通过共聚单体的结构设计，引入功能性基团，以达到改善其性能的目的。因此，设计合成具有良好加工性能的新型高性能、功能化聚酰亚胺逐渐成为聚酰亚胺研究的重要组成部分和研究方向。

基于最近功能化聚酰亚胺的研究发现，聚酰亚胺在存储材料的应用中显示出诱人的应用前景，引起了这一领域研究人员的重视。然而，目前其品种还比较单一，且热稳定性有待进一步的改善，因此有必要开展新型功能性二胺单体的设计合成研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以咔唑为中心的大共轭结构的二胺单体：3,6-双(4-氨基苯基)-9-苯基咔唑。

本发明另一目的在于提供一种上述二胺单体的合成方法。

本发明再一目的在于提供一种由上述二胺单体所合成的聚酰亚胺。

本发明又一目的在于提供一种上述聚酰亚胺的合成方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种含咔唑结构二胺单体，所述含咔唑结构二胺单体是3,6-双(4-氨基苯基)-9-苯基咔唑，其化学结构式如式(1)所示：

所述含咔唑结构二胺单体的合成步骤是：由3,6-二溴-9-苯基咔唑和4-氨基苯硼酸盐酸盐一步反应制得所述含咔唑结构二胺单体，所述的3,6-二溴-9-苯基咔唑和4-氨基苯硼酸盐酸盐的摩尔比例为1:2；所述反应温度为75～85℃，反应20～24小时。

一种所述的含咔唑结构二胺单体制备的聚酰亚胺，所述聚酰亚胺的结构式如式(2)所示：

式(2)中的n为正整数，0＜n≤5000。

所述的聚酰亚胺的合成方法，包括以下步骤：由式(1)所示的含咔唑结构二胺单体与芳香族二酐开环反应得到聚酰胺酸，再通过加热成环法得到聚酰亚胺；所述开环反应在极性溶剂中进行，所述的极性溶剂为N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述开环反应在无水无氧惰性气体或无水无氧氮气保护条件下进行。

优选的，所述的含咔唑结构二胺单体与芳香族二酐的摩尔比为1:0.5～1:1.5，更优选为1：1；所述开环反应在室温下进行，所述开环反应的时间为12～48h，更优选为24h。