本发明专利技术公开了一种非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料及其制备方法。该非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料的结构通式为：；在氮气保护下，将等摩尔含三氟甲基、异丙基及非共平面结构芳香二胺和芳香二酐单体充分溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，使其总固含量质量百分数为5~15%，室温下反应24小时，生成前驱体PAA，然后加入脱水剂和脱水催化剂，在80~100℃下经化学脱水环化反应6~10小时，冷却至室温，制得棕黄色粘稠状液体；向制得的棕黄色粘稠状液体中滴加氯仿充分稀释，然后将稀释产物倒入甲醇或乙醇中进行沉淀，过滤，干燥，最后得到纤维状聚合物，即为非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子学科领域，特别是涉及一种含三氟甲基、异丙基及非共平面结构可溶性高透明聚酰亚胺材料及其制备方法。
技术介绍
聚酰亚胺是一类在分子结构主链上含有酰亚胺环的芳杂环聚合物，具有耐高低温、耐辐射、化学稳定性优异、介电性能和力学性能优良的综合特性，近四十年来在许多高科技领域得到了广泛应用，如航空航天、微电子、光电子及汽车工业等。然而由于分子链的刚性和分子间的强相互作用，使得普通的聚酰亚胺材料呈现出既不熔融也不溶解、加工性能差等缺点，从而进一步限制了它们的广泛应用。另外，由于聚酰亚胺分子结构的高度共轭性和电荷转移络合物作用 (CTC)，材料通常呈现不同程度的颜色，在可见光范围内透明性较差，使得它们在光学领域的应用同样受到很大的限制。为了解决上述缺点，制备出溶解性能好、光学透明性高及热稳定性良好等综合性能优异的聚酰亚胺材料，科研工作者在这方面进行了大量的研究。 近年来含氟可溶性聚酰亚胺相关研究成果有诸多报道，含氟，尤其是含有三氟甲基取代结构的聚酰亚胺，由于三氟甲基大的自由体积以及氟原子独特的物理化学性质，如较大的电负性、较小的原子半径、较低的摩尔极化率等, 使得这类聚酰亚胺表现出较传统聚酰亚胺更好的溶解性能、光学性能、介电性能和较低的吸湿率。除此外采用合成具有大空间位阻及非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料，也是近年来研究的热点，通过破坏主链的刚直链结构和分子间的相互作用力，破坏聚酰亚胺分子结构电荷转移络合物（CTC）的形成，极大的改善了聚酰亚胺的溶解性能和光学透明性能。此方法合成简单、价格廉价、材料综合性能优异等优点，是目前普遍采用合成可溶性聚酰亚胺的方法之一。例如王雪亮等人报道了一种可溶性高性能聚酰亚胺及其制备方法（CN 101851331）；王凯宾等人专利技术了基于含氟聚酰亚胺的有机非线性光学聚合物及其合成方法（CN 101942091）；邱凤仙等人研究了含氟聚酰亚胺及制备方法及其用途（CN 1978488）。此类材料具有良好的热性能、优异的溶解性能、高的光学透明性、低介电常数及低吸湿率等综合性能，在航空航天、微电子及光电子等领域得到广泛的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料及其制备方法。该非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料含三氟甲基、异丙基及非共平面结构，且可溶性好，光学透明性高。 本专利技术的非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料的结构通式为： 。其中Ar为下列11种结构中的一种： 。本专利技术的非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料的制备方法为： (1)在氮气保护下，将等摩尔含三氟甲基、异丙基及非共平面结构芳香二胺和芳香二酐单体充分溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，使其总固含量质量百分数为5~15%，室温下反应24小时，生成前驱体PAA，然后加入脱水剂和脱水催化剂，在80~100℃下经化学脱水环化反应6~10小时，冷却至室温，制得棕黄色粘稠状液体。(2)向步骤(1)制得的棕黄色粘稠状液体中滴加氯仿充分稀释，然后将稀释产物倒入甲醇或乙醇中进行沉淀，过滤，干燥，最后得到纤维状聚合物，即为非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料。 所述含三氟甲基、异丙基及非共平面结构的二胺单体为3,3ˊ-二异丙基-4,4ˊ-二氨基苯基-4ˊˊ-三氟甲基甲苯，对应的结构式为： 。所述芳香二酐为 3,3ˊ,4,4ˊ-均苯四甲酸二酐、3,3ˊ,4,4ˊ-联苯四甲酸二酐、3,3ˊ,4,4ˊ-二苯醚四甲酸二酐、3,3ˊ,4,4ˊ-二苯酮四甲酸二酐、3,3ˊ,4,4ˊ-二苯硫醚四甲酸二酐、3,3ˊ,4,4ˊ-二苯砜四甲酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]六氟丙烷二酐、1,4-双(3,4-二羧基苯氧基)-2,3ˊ-二叔丁基苯二酐、3,3ˊ-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯醚二酐和1,6-双(3,4-二羧基苯氧基)-萘二酐中任何一种。 所述脱水剂为乙酸酐，脱水催化剂为吡啶、甲基吡啶或三乙胺。 本专利技术的非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料能够应用于微电子、光电子及耐高温材料领域。 本专利技术的优点： (1)本专利技术的聚酰亚胺材料具有良好的溶解性能，不仅可溶于常规高沸点有机溶剂，还能溶于低沸点溶剂，如四氢呋喃（THF）、三氯甲烷（CHCl3）及丙酮等。聚合物在低沸点溶剂中的可溶解特性，可实现材料低温固化成膜工艺，从而使得材料在微电子领域得到广泛应用。(2)本专利技术的聚酰亚胺材料具有优异的光学性能，截止波长范围为307~362nm，透过率为80%的波长379~459nm。此类材料有望在微透镜光学领域得到应用。 (3)本专利技术的聚酰亚胺材料具有优越的耐热稳定性，玻璃化转变温度（Tg）在261℃以上，热分解起始温度（Td）在416℃以上，残炭率都在59%以上；材料的耐高温特性，有望实现材料作为耐高温材料得以应用。 附图说明图1为本专利技术的非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料的结构通式。 图2为本专利技术实施例1制备的非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料的结构式。 图3为本专利技术实施例2制备的非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料的结构式。 图4为本专利技术实施例3制备的非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料的结构式。 图5为本专利技术实施例4制备的非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料的结构式。 具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。 实施例1:在氮气保护下，一个装有机械搅拌器、回流冷凝管和氮气导气管的50毫升三口烧瓶中分别加入3,3ˊ-二异丙基-4,4ˊ-二氨基苯基-4ˊˊ-三氟甲基甲苯1.000克（2.3446 mmol），3,3ˊ,4,4ˊ-均苯四甲酸二酐0.5114克（2.3446 mmol），13.43克NMP，室温下反应24小时，得到体系呈均相透明的前驱体PAA，然后往其中加入30 毫升乙酸酐和2毫升吡啶，升温到90℃反应8小时，冷却至室温，最终得到棕黄色粘稠状液体，滴加8毫升氯仿稀释，将稀释产物倒入400毫升的乙醇中进行沉淀，过滤，干燥，最后得到淡黄色纤维状聚合物，即为非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料。其结构式见说明书附图。实施例2:在氮气氛围下，一个装有机械搅拌器、回流冷凝管和氮气导气管的50ml三口烧瓶中分别加入3,3ˊ-二异丙基-4,4ˊ-二氨基苯基-4ˊˊ-三氟甲基甲苯1.000克（2.3446mmol），3,3ˊ,4,4ˊ-联苯四甲酸二酐0.6898克（2.3446mmol），14.91克NMP，室温下反应24 小时，得到体系呈均相透明的前驱体PAA。然后往其中加入30毫升乙酸酐和2毫升的甲基吡啶，升温到90℃反应8小时，冷却至室温，最终得到棕黄色粘稠状液体，滴加7毫升氯仿稀释，将稀释产物倒入400毫升甲醇中进行沉淀，过滤，干燥，最后得到淡黄色纤维状聚合本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料，其特征在于所述非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料的结构通式为：；其中Ar为下列11种结构中的一种：。
【技术特征摘要】
1.一种非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料，其特征在于所述非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料的结构通式为：
；
其中Ar为下列11种结构中的一种：
。
2.根据权利要求1所述的非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：
(1)在氮气保护下，将等摩尔含三氟甲基、异丙基及非共平面结构芳香二胺和芳香二酐单体充分溶于N-甲基吡咯烷酮中，使其总固含量质量百分数为5~15%，室温下反应24小时，生成前驱体PAA，然后加入脱水剂和脱水催化剂，在80~100℃下经化学脱水环化反应6~10小时，冷却至室温，制得棕黄色粘稠状液体；
(2)向步骤(1)制得的棕黄色粘稠状液体中滴加氯仿充分稀释，然后将稀释产物倒入甲醇或乙醇中进行沉淀，过滤，干燥，最后得到纤维状聚合物，即为非共平面结构可溶性聚酰亚胺材料；
所述含三氟甲基、异丙基及非共平面结构的二胺单体为3,3ˊ-二异丙基-4,...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄孝华，裴响林，潘显栋，陶歆妍，岳磊磊，文德兴，李美颜，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西;45
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