[发明专利]含苯并咪唑结构聚酰亚胺薄膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种含苯并咪唑结构聚酰亚胺薄膜的制备方法，原料包含二胺单体，二胺单体为含有苯并咪唑基团的二胺单体，结构通式如下：其中，Z₁和Z₂选自于‑F、‑H、‑CH₃、‑CH₂CH₃、‑CH₂CH₂CH₃或‑CH(CH₃)₂中的一种。本发明的一种含苯并咪唑结构聚酰亚胺薄膜的制备方法，简单易行，成本较低，可显著提高聚酰亚胺薄膜的耐热性和溶解性，扩大了聚酰亚胺薄膜的应用范围。

技术领域

本发明属于聚酰亚胺的制备技术领域，涉及一种含苯并咪唑结构聚酰亚胺薄膜的制备方法。

背景技术

为适应当前航空航天和电子工业领域中对耐高温的高性能聚合物材料的需求，聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚脲等有机高分子材料发展迅速。其中，二胺类化合物是合成这类聚合物的重要原料。出于改善材料耐热性的考虑，具有良好热稳定性的芳杂环基团被引入到聚合物结构中。由于芳杂环基团的刚性较强，同时可以赋予分子链之间较强的作用力，因此在聚合物主链中引入芳杂环基团可以提高其耐热性。

专利CN101984157A公开了一种聚酰亚胺纤维及其制备方法，在聚合物结构中引入2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑作为二胺单体之一；专利CN102604091A公开了一种含苯并咪唑单元聚酰亚胺及其制备方法，6-氨基苯基-2-氨基苯并咪唑作为二胺中间体；专利CN102942310A公开了一种有机硅聚酰亚胺苯并咪唑光导纤维涂料曾及其制备方法，将2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑作为二胺单体；专利CN103422253A公开了一种含苯并咪唑和苯侧基的高强度聚酰亚胺多孔膜及其制备方法，同样将2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑作为二胺单体；专利CN105778130A公开了一种高强度高耐热聚酰亚胺微孔薄膜及其制备方法，亦是以2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑引入杂环结构；专利CN106928481A公开了一种聚酰亚胺薄膜的优化制备方法，所使用的也是以2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑为主要结构的一系列中间体。上述专利中的方法虽然在一定程度上提高了聚酰亚胺的耐热性，但是获得聚酰亚胺的玻璃化转变温度大多在400℃以下，而且强度和模量较低。

因此，研究一种耐热性好的高强高模的聚酰亚胺薄膜的制备方法具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种含苯并咪唑结构聚酰亚胺薄膜的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

含苯并咪唑结构聚酰亚胺薄膜的制备方法，原料包含二胺单体，二胺单体为含有苯并咪唑基团的二胺单体，结构通式如下：

其中，Z₁和Z₂选自于-F、-H、-CH₃、-CH₂CH₃、-CH₂CH₂CH₃或-CH(CH₃)₂中的一种。本发明的含有苯并咪唑基团的二胺单体可用于制备聚酰亚胺，能显著改善聚酰亚胺材料的各项性能：

(1)由于该类二胺单体具有刚性的苯并咪唑芳杂环结构，可以赋予分子链之间较强的作用力，因此，将该结构引入到聚酰亚胺分子链侧基中能显著提高聚酰亚胺的耐热性能，同时这种大体积刚性侧基赋予了聚酰亚胺高强高模的特性；

(2)提升了聚酰亚胺薄膜的溶解性(室温下可以溶解于四氢呋喃等溶剂)，这是因为苯并咪唑的侧基体积较大，可以破坏分子间的氢键，进而提升聚酰亚胺的溶解性，利于加工；