[发明专利]一种含菲环结构的超支化聚酰亚胺及其制备方法和用途

说明书

本发明公开的是一种含菲环结构的超支化聚酰亚胺及其制备方法和用途。该类超支化聚酰亚胺材料以含菲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，较低的热膨胀系数，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，特别是一种含菲环结构的超支化聚酰亚胺及其制备方法。

技术背景

聚酰亚胺是一类耐热性极佳的高分子材料，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。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。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(HBPIs)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。目前超支化聚酰亚胺主要应用于气体分离膜和渗透膜等膜材料，以及其它如光波导、光敏、液晶、介电材料和传感器(检测电极)等高新技术领域。

菲环作为稠环芳烃的一类重要的化合物，具有大体积刚性共扼结构。本发明把菲环引入超支化聚酰亚胺的主链中，一方面可以提高聚合物的热性能，另一方面，由于大体积的菲环引入，超支化聚酰亚胺的分子链间距扩大，聚合物的自由体积增大，这进一步改善了聚合物的溶解性和加工性能，提高了聚合物的气体渗透性能。本发明含菲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菲环结构的超支化聚酰亚胺。

本发明的另一目的在于提供上述含菲环结构的超支化聚酰亚胺的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种含菲环结构的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选自

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。