[发明专利]一种基于金属配位型的聚酰亚胺薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种金属配位型聚酰亚胺，其特征在于，所述聚酰亚胺重复单元结构如通式(1)或(2)所示：

其中，Ar¹表示

Ar²相同或不同，选自：

Ar³相同或不同，选自：

为配体单元，相同或不同，选自：其中，---表示连接键，其在芳环上出现时，其可以与芳环上的任意一个碳原子连接；

M相同或不同，选自：Ni²⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Co³⁺、Cu²⁺、Rh³⁺、Cr³⁺、Mo³⁺、Ru²⁺、Re²⁺、Os²⁺、Ir³⁺。

2.一种如权利要求1所述的金属配位型聚酰亚胺的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)无水无氧惰性气体保护的条件下，加入配体二胺分子、金属离子供体与溶剂，反应得到螯合化合物二胺单体；

2)在惰性气体保护下进行，将步骤1)所得到的螯合化合物二胺单体与二胺类单体、二酐类单体在有机溶剂中反应，得到聚酰胺酸前驱体溶液；

3)将步骤2)所得的聚酰胺酸前驱体溶液程序化升温进行酰亚胺化反应，得到所述金属配位型聚酰亚胺；

其中，所述螯合化合物二胺单体的结构如通式(3)所示：

其中，---表示配位键，其与不同金属离子连接的数目不同；

所述配体二胺分子具有结构，

其中为配体单元，相同或不同，选自：其中，---表示连接键，其在芳环上出现时，其可以与芳环上的任意一个碳原子连接；

所述二酐类单体的结构如通式(4)所示：

Ar²相同或不同，选自：

所述二胺类单体的结构如通式(5)所示：

Ar³相同或不同，选自：

M相同或不同，选自：Ni²⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Co³⁺、Cu²⁺、Rh³⁺、Cr³⁺、Mo³⁺、Ru²⁺、Re²⁺、Os²⁺、Ir³⁺。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述配体二胺分子相同或不同，选自：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中配体二胺分子、金属离子供体与溶剂的摩尔质量比为2：1：10～2：1：50。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1)在60～80℃回流反应2～4h，过滤除去不溶物，真空旋蒸除去溶剂得到所述螯合化合物二胺单体。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的金属离子供体为金属盐或小分子金属配合物。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述金属离子供体选自氯化镍、六水合硝酸镍、乙酰丙酮酸铜(Ⅱ)、乙酰丙酮酸铁(Ⅲ)、六水合氯化钴、乙二醇二甲醚溴化镍(Ⅱ)中的一种或多种。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2)进一步包括向所述聚酰胺酸前驱体溶液中加入稳定剂后保存脱泡，得到无气泡的稳定聚酰胺酸前驱体溶液。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中螯合化合物二胺单体是二胺类单体总量的10～20mol％。

10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤3)为将步骤2)所得到的无气泡的稳定聚酰胺酸前驱体溶液用有机溶剂稀释后，在载体上涂布成膜，通过程序化升温进行酰亚胺化反应，将薄膜与载体剥离即得所述金属配位型聚酰亚胺的薄膜。