一种二胺单体、聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种含有甲基的三联苯二胺单体，所述二胺单体的结构式如通式M所示其中，R1

【技术实现步骤摘要】
一种二胺单体、聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及有机合成
，尤其是一种含有甲基的二胺单体、聚酰亚胺薄膜、其制备方法以及所述二胺单体在制备聚酰亚胺薄膜中的应用。

技术介绍

[0002]聚酰亚胺因其优异的耐热性和良好的光学性能而被广泛应用于柔性器件的基板材料。二胺单体是制备聚酰亚胺的主要原料之一，二胺单体的结构和性能对于制备所得聚酰亚胺的结构和性能产生直接影响。目前，常见的全芳族聚酰亚胺由于分子间和分子内产生的电荷转移络合物(CTC)而在可见光区域呈现出较深的颜色，影响其光学性能，限制其进一步的应用。聚酰亚胺的耐热性和光学性能与其分子结构密切相关，这两者之间相互矛盾。因此，需要通过合理的分子设计，实现耐高温性能和透明性能的平衡统一。
[0003]目前用于制备聚酰胺的二胺单体，主要通过引入强吸电子基团如
‑
CF3、脂环结构、大的侧基、构建不对称非共面结构等方式来实现聚酰亚胺的透明性和热性能的改善，但很难实现透明性和热性能的同时提高。而且现有的二胺单体，制备程序复杂，总收率低，且需要加氢还原等步骤，不利于其工业化应用。同时，由其制备的透明聚酰亚胺往往存在热性能较差、难以超过400℃的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种制备程序简单、收率较高的二胺单体及其制备方法；同时，本专利技术还提供了采用所述二胺单体制备得到的具有优异透光率和耐热性的聚酰亚胺。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种二胺单体，所述二胺单体的结构式如通式M所示：
[0006][0007]其中，R1
‑
R12各自独立选自甲基、氢原子，且R1
‑
R12至少一个为甲基。
[0008]本专利技术所述二胺单体具有如上通式M表征的结构特点，其中的R1
‑
R12各自独立均可以选自甲基、氢原子，而且所述R1
‑
R12至少一个为甲基，即所述二胺单体为含甲基的三联苯二胺单体，所述特定的结构，能够使得由其制备得到的聚酰亚胺同时具有优异的透光率和耐热性。
[0009]作为本专利技术所述二胺单体的优选实施方式，所述二胺单体的结构式选自如下M
‑
1～M
‑
15：
[0010][0011]所述二胺单体的结构式优选但不限于如上结构式M
‑
1～M
‑
15中的至少一种。本申请专利技术人在试验研究中发现，当所述二胺单体的结构选择如上结构式M
‑
1～M
‑
15中一种时，所述结构的二胺单体制备得到的聚酰亚胺的透光率和耐热性具有更好的提高。
[0012]另外，本专利技术还提供一种程序简单、收率较高的二胺单体制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0013]将结构式Ⅰ的化合物与结构式Ⅱ的化合物通过Suzuki
‑
Miyaura反应，得到所述二胺单体；
[0014]或者将结构式Ⅲ的化合物与结构式Ⅳ的化合物通过通过Suzuki
‑
Miyaura反应，得到所述二胺单体；
[0015][0016]所述结构式Ⅰ～Ⅳ中：
[0017]所述R1
‑
R4各自独立选自甲基、氢原子；
[0018]所述X选自Cl、Br、I；
[0019]所述Y为
‑
B(OH)2或
[0020]所述Suzuki
‑
Miyaura反应在金属钯催化剂、溶剂和碱性溶液的存在下进行。
[0021]本专利技术所述二胺单体可采用如上所示结构式Ⅰ和Ⅱ的化合物，或者采用如上所述结构式Ⅲ和Ⅳ的化合物，在金属钯催化剂、溶剂和碱性溶液的存在下，通过Suzuki
‑
Miyaura反应制备而成，所述制备方法程序简单，不需要加氢还原步骤，而且具有较高的收率。
[0022]作为本专利技术所述二胺单体制备方法的优选实施方式，所述Suzuki
‑
Miyaura反应中的金属钯催化剂为Pd(PPh3)4、PdCl2、PdCl2(dppf)、Pd(OAc)2、Pd(PPh3)2Cl2、PdCl2(dtbpf)中的至少一种。本专利技术所述二胺单体的制备方法中，所述Suzuki
‑
Miyaura反应中的金属钯催化剂优选但不限于Pd(PPh3)4、PdCl2、PdCl2(dppf)、Pd(OAc)2、Pd(PPh3)2Cl2、PdCl2(dtbpf)中的至少一种。
[0023]作为本专利技术所述二胺单体制备方法的优选实施方式，所述Suzuki
‑
Miyaura反应中的溶剂为四氢呋喃、二氧六环、N，N
‑
二甲基甲酰胺、甲苯、甲醇中的至少一种。本专利技术所述二胺单体的制备方法中，所述Suzuki
‑
Miyaura反应中的溶剂优选但不限于四氢呋喃、二氧六环、N，N
‑
二甲基甲酰胺、甲苯、甲醇中的至少一种。
[0024]作为本专利技术所述二胺单体制备方法的优选实施方式，所述Suzuki
‑
Miyaura反应中的碱性溶剂为KOH、NaOH、Cs2CO3、K2CO3、Na2CO3、NaHCO3、K3PO4、CsF水溶液中的至少一种。本专利技术所述二胺单体的制备方法中，所述Suzuki
‑
Miyaura反应中的碱性溶剂优选但不限于KOH、NaOH、Cs2CO3、K2CO3、Na2CO3、NaHCO3、K3PO4、CsF水溶液中的至少一种。
[0025]作为本专利技术所述二胺单体制备方法的优选实施方式，所述Suzuki
‑
Miyaura反应中的碱性溶剂的浓度为2～10mol/L。作为本专利技术所述二胺单体制备方法的更优选实施方式，所述Suzuki
‑
Miyaura反应中的碱性溶剂的浓度为4～8mol/L。
[0026]作为本专利技术所述二胺单体制备方法的优选实施方式，所述Suzuki
‑
Miyaura反应的温度为60～110℃，且所述Suzuki
‑
Miyaura反应在惰性气氛下进行。作为本专利技术所述二胺单体制备方法的更优选实施方式，所述惰性气氛为氩气或氮气。
[0027]另外，本专利技术还提供了如上所述二胺单体在制备聚酰亚胺中的应用。
[0028]最后，本专利技术还提供一种具有优异透光率和耐热性的聚酰亚胺薄膜，所述聚酰亚胺薄膜采用如上所述的二胺单体制备而成。
[0029]作为本专利技术所述聚酰亚胺薄膜的优选实施方式，所述聚酰亚胺薄膜采用以下方法制备而成：
[0030](1)将如上所述二胺单体中的至少一种与二酐单体混合，在极性非质子性溶剂或酚类溶剂中进行均聚或共聚反应，得到聚酰胺酸溶液或聚酰亚胺溶液；
[0031](2)将步骤(1)所得聚酰胺酸溶液或聚酰亚胺溶液固化，即得聚酰亚胺薄膜。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二胺单体，其特征在于，所述二胺单体的结构式如通式M所示：其中，R1
‑
R12各自独立选自甲基、氢原子，且R1
‑
R12至少一个为甲基。2.如权利要求1所述的二胺单体，其特征在于，所述二胺单体的结构式选自如下M
‑
1～M
‑
15：3.一种如权利要求1～2任一项所述二胺单体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将结构式Ⅰ的化合物与结构式Ⅱ的化合物通过Suzuki
‑
Miyaura反应，得到所述二胺单体；或者将结构式Ⅲ的化合物与结构式Ⅳ的化合物通过Suzuki
‑
Miyaura反应，得到所述二胺单体；所述结构式Ⅰ～Ⅳ中：所述R1
‑
R4各自独立选自甲基、氢原子；所述X选自Cl、Br、I；
所述Y为
‑
B(OH)2或所述Suzuki
‑
Miyaura反应在金属钯催化剂、溶剂和碱性溶液的存在下进行。4.如权利要求3所述二胺单体的制备方法，其特征在于，所述Suzuki
‑
Miyaura反应中的金属钯催化剂为Pd(PPh3)4、PdCl2、PdCl2(dppf)、Pd(OAc)2、Pd(PPh3)2Cl2、PdCl2(dtbpf)中的至少一种。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：路庆华，方云志，张书宇，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：