[发明专利]一种含蒽结构的芳香族超支化聚酰亚胺及其制备方法和应用

说明书

本发明公开的是一种含蒽结构的芳香族超支化聚酰亚胺及其制备方法和应用。该类超支化聚酰亚胺材料以含蒽环结构的三胺和各种四酸二酐为原料，通过酰亚胺化制成。该类超支化聚酰亚胺具有较高的玻璃化转变温度和热稳定性，较好的光学性能，良好的溶解性。本发明的合成方法工艺简单、多样，因而适于工业生产。本发明所公开的超支化聚酰亚胺在耐高温领域、光敏、光波导及气体渗透分离膜等材料领域具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及材料科学领域，特别是一种含蒽结构的芳香族超支化聚酰亚胺及其制备方法。

技术背景

聚酰亚胺因为具有优异的热稳定性、良好的电性能、卓越的机械性能而受到广泛关注。然而聚酰亚胺分子链间相互作用强，导致它具有不溶不熔特性。为了改善聚酰亚胺加工性，人们进行了多种有益的尝试。

超支化聚合物具有粘度低、大量末端官能团等独特的优点。在聚酰亚胺高分子链中引入超支化结构来合成可溶性的超支化聚酰亚胺(HBPIs)是改善聚酰亚胺加工性能的重要手段之一。超支化聚酰亚胺因综合了超支化聚合物和聚酰亚胺两者的优点而具有一系列独特的理化性能，如溶解性好，无链缠结，难以或者不结晶，低溶液和熔融黏度，极佳的耐热、耐溶剂和高介电等性能，近年来受到广大科研工作者的关注。

相对于线性聚酰亚胺材料，超支化聚酰亚胺分子链间距离大，这使得其溶解性提高，但是其耐热性能相对下降，这限制了其在航天、航空飞行器结构或功能部件以及火箭、导弹等的零部件领域的广泛应用。因此，在保持超支化聚酰亚胺高溶解性能的基础上，同时提高其耐热性，这对拓展其在耐高温领域的应用具有重要意义。

蒽环作为稠环芳烃的一类重要的化合物，其具有较强的刚性,大的共轭结构,优异的紫外荧光性质，将蒽环引入到聚合物材料中是近几年才发展起来的新兴领域。本发明把蒽环引入超支化聚酰亚胺主链上，一方面可以提高聚合物的耐热性能，另一方面，由于蒽环的大体积，将其引入到超支化聚酰亚胺主链可以扩大聚合物链之间的距离，增大聚合物中的自由体积，进一步改善其溶解性和加工性能，提高其气体渗透性能。此外，蒽环的荧光量子效率较高，是一个优良的共轭发光高分子结构单元，将其引入到超支化聚酰亚胺可以赋予其光学特性。本发明含蒽环结构的超支化聚酰亚胺同时具有优异的耐热性和溶解性能，其在耐高温领域、光敏、光波导及气体渗透分离膜等材料领域具有较好的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种含蒽结构的芳香族超支化聚酰亚胺。

本发明的另一目的在于提供上述含蒽结构的芳香族超支化聚酰亚胺的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种含蒽结构的芳香族超支化聚酰亚胺材料，其分子结构通式如下所示：

其中：m，z，n为1～10000，Y结构如通式I所示：

其中Ar₁选自下列结构式中的任何一种：

优选地，所述Ar₁为

其中Ar₂和Ar₃选自下列结构式中的任何一种：

优选地，所述Ar₂为中的一种；

优选地，所述Ar₃为中的一种。

X选自以下结构通式中的一种或一种以上：

优选地，所述m，z，n为100～5000的整数。

进一步地，优选所述m，z，n为1000～2000的整数。