[发明专利]一种具有高可溶性、高气体分离性的聚酰亚胺材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种具有高可溶性、高气体分离性的聚酰亚胺材料，其特征在于，所述聚酰亚胺材料包括改性聚酰亚胺聚合物、抗氧化剂和含氟聚合物。

2.根据权利要求1所述的具有高可溶性、高气体分离性的聚酰亚胺材料，其特征在于，按所述具有高可溶性、高气体分离性的聚酰亚胺材料的质量总含量为100%计，所述具有高可溶性、高气体分离性的聚酰亚胺材料中改性聚酰亚胺聚合物的质量分数为75-85％，抗氧化剂的质量分数为5-8％，余量为含氟聚合物。

3.根据权利要求1所述的具有高可溶性、高气体分离性的聚酰亚胺材料，其特征在于，所述抗氧化剂为抗氧化剂1010或抗氧化剂168。

4.根据权利要求1所述的具有高可溶性、高气体分离性的聚酰亚胺材料，其特征在于，所述含氟聚合物为聚四氟乙烯或聚偏二氟乙烯。

5.根据权利要求1所述的具有高可溶性、高气体分离性的聚酰亚胺材料，其特征在于，所述改性聚酰亚胺聚合物具有如下式I所示结构：

I

其中，x为1-3的整数，y为1-6的整数，*为重复片段的连接位点。

6.根据权利要求5所述的具有高可溶性、高气体分离性的聚酰亚胺材料，其特征在于，所述式I所示的改性聚酰亚胺聚合物的制备方法包括以下步骤：

（1）将2,4-二硝基溴苯、4-肉桂苯酚和无水碳酸钾加入到溶剂中混合，在氮气保护下，加热至110-120℃反应2-3h，继续升温至135-145℃反应6-8h，冷却至室温，经过滤、旋蒸后分离提纯，得如式I-1所示的中间产物：

I-1；

（2）将式I-1所示的中间产物、还原剂加入溶剂中，恒温回流反应，反应结束后去除溶剂，即得式I-2所示的中间产物：

I-2；

（3）将式I-2所示的中间产物、5-[(1,3-二氧-1,3-二氢-2-苯并呋喃-5-基)氧]-1,3-二氢-2-苯并呋喃-1,3-二酮、六氟二酐加入溶剂中，在室温下搅拌6-12h，然后加入催化剂和吸水剂反应3-5h，反应结束后进行过滤、干燥，所得产物即为式I所示的改性聚酰亚胺聚合物。

7.根据权利要求6所述的具有高可溶性、高气体分离性的聚酰亚胺材料，其特征在于，步骤（1）中所述的2,4-二硝基溴苯与4-肉桂苯酚的摩尔比为1:1-2；所述的溶剂为甲苯和N,N-二甲基乙酰胺的混合物，甲苯和N,N-二甲基乙酰胺的质量比为1:1.5-2；步骤（2）中所述的溶剂选自N-甲基吡咯烷酮或N，N-二甲基甲酰胺；所述恒温回流反应的温度为90-120℃，反应时间为2-4h；所述的还原剂选自水合肼水溶液或苯胺；所述水合肼水溶液的浓度为60-80mg/mL。

8.根据权利要求6所述的具有高可溶性、高气体分离性的聚酰亚胺材料，其特征在于，步骤（3）中所述的式I-2所示的中间产物、5-[(1,3-二氧-1,3-二氢-2-苯并呋喃-5-基)氧]-1,3-二氢-2-苯并呋喃-1,3-二酮、六氟二酐的摩尔比为2-8：1：1-3；所述溶剂为N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮；所述催化剂选自N，N-二甲基乙醇胺、三甲胺、三乙胺、二甲基乙醇胺中的一种或多种组合；所述吸水剂为乙酸酐。

9.一种如权利要求1-8任意一项所述的具有高可溶性、高气体分离性的聚酰亚胺材料的制备方法，其特征在于，所述的具有高可溶性、高气体分离性的聚酰亚胺材料的制备方法为：将改性聚酰亚胺聚合物、抗氧化剂和含氟聚合物混合，在200-300℃下熔融共混，使用双螺杆挤出机挤出造粒，即得具有高可溶性、高气体分离性的聚酰亚胺材料。

10.一种如权利要求1-8任意一项所述的具有高可溶性、高气体分离性的聚酰亚胺材料在气体分离膜中的应用。