[发明专利]一种侧基含异丙基结构的二胺单体及其聚酰亚胺聚合物的制备方法

说明书

本发明提供一种侧基含异丙基结构的二胺单体及其聚酰亚胺聚合物制备方法。本发明侧基含异丙基结构的二胺单体，IUPAC命名为：双(4‑胺基‑3.5‑二甲基苯基)‑1‑苯基甲烷，双(4‑胺基‑3,5‑二异丙基苯基)‑1‑(4‑三氟甲基苯基)甲烷(左)，双(4‑胺基‑3,5‑二异丙基苯基)‑1‑(3,5‑双三氟甲基苯基)甲烷。本发明二胺单体侧基具有大体积的三氟甲基、异丙基和苯环扭曲结构。本发明还公开了一种含异丙基结构聚酰亚胺聚合物，该聚合物不仅具有良好溶解成膜性，还具有优异的介电性能和热稳定性。含异丙基结构聚酰亚胺聚合物是新一代的含氟高性能树脂，可在汽车、电子、航空航天领域中有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子技术，尤其涉及一种侧基含异丙基结构的二胺单体及其聚酰亚胺聚合物制备方法。

背景技术

聚酰亚胺作为一种耐高温高分子材料，己经广泛应用于航空工业、汽车工业、电子电气工业等，尤其在高端技术领域如微电子、火箭及宇宙航行等，是不可或缺的耐高温材料之一。聚酰亚胺(PI)是分子结构中含酰亚胺环结构的一类高性能聚合物，由于其所具有的共轭半梯形分子链结构，使其分子链刚性高、分子链旋转困难，分子间较强的相互作用力，导致聚酰亚胺在有机溶剂中溶解性较差，热加工下出现不熔融或不软化的现象，限制了聚酰亚胺的应用范围。因此，在保持其优良耐热性的同时，制备出溶解性能好、易加工等综合性能优异的聚酰亚胺材料，已成为高性能聚酰亚胺研究的热点。

已有的研究表明，通过在聚合物主链中引入扭曲非共平面或大的垂悬结构可以提高聚合物的热稳定性和溶解性。这种含有大空间位阻及非共平面结构的聚酰亚胺，通过破坏主链的刚直链结构和分子间的相互作用力，阻碍分子链间的堆砌，从而得到高度可溶的聚酰亚胺材料。例如汪称意等人报道了一种含双氟甲基苯取代不对称间位结构可溶性聚酰亚胺的制备方法(CN202011579258.3)；刘刚等人开发了一种含有芴基和吡啶杂环结构的芳香二胺单体可有效改善聚酰亚胺在特定溶剂中的溶解性(CN202011033259.8)；黄孝华等人合成了含叔丁基和吗啉基结构的可溶性聚酰亚胺(CN104927054A)。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有聚酰亚胺溶解性差，以及含氟单体成本昂贵，合成步骤繁琐和工艺复杂的问题，提出一种侧基含异丙基结构的二胺单体，此类二胺单体不仅合成步骤少、工艺简单、反应温和、易于控制，原料和试剂都容易获得、成本较低，且结构中具有大体积的三氟甲基、异丙基和苯环的扭曲结构。采用该二胺单体制备聚合物时引入了大体积的三氟甲基、异丙基和苯环的扭曲结构，所制备的聚合物不仅具有良好溶解成膜性，还具有优异的介电性能和热稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种侧基含异丙基结构的二胺单体，所述侧基含异丙基结构的二胺单体的结构式为结构式1、结构式2或结构式3所示：

IUPAC命名为：结构式1为双(4-胺基-3.5-二甲基苯基)-1-苯基甲烷，结构式2为双(4-胺基-3,5-二异丙基苯基)-1-(4-三氟甲基苯基)甲烷(左)，结构式3为双(4-胺基-3,5-二异丙基苯基)-1-(3,5-双三氟甲基苯基)甲烷。

本发明的另一个目的还公开了一种侧基含异丙基结构的二胺单体的制备方法，包括以下步骤：在氮气保护下，向装有搅拌和温度计的反应容器中加入有取代基的苯胺单体和含三氟甲基苯甲醛单体，搅拌下加入酸性溶液，升温至60℃-100℃，回流反应5-8h，制备得到侧基含异丙基结构的二胺单体，产率大于90％。所述侧基含异丙基结构的二胺单体的制备方法不仅步骤少、工艺简单、反应温和、易于控制，且原料和试剂都容易获得、成本较低，易于工业化生产。

进一步地，所述有取代基的苯胺单体为2,6-二异丙基苯胺和/或2,6-二乙基苯胺。

进一步地，所述含三氟甲基苯甲醛单体为4-三氟甲基苯甲醛和/或3,5-三氟甲基苯甲醛。