一种聚酰亚胺-聚酯共聚物及其制备与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种聚酰亚胺

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰亚胺
‑
聚酯共聚物及其制备与应用


[0001]本专利技术属于高分子共聚改性材料制备
，具体涉及一种聚酰亚胺
‑
聚酯共聚物及其制备与应用。

技术介绍

[0002]聚酰亚胺(PI)是一种综合性能优异的特种高分子材料，其具有良好的高低温耐受性、机械强度、电气性、较低的热膨胀系数和热收缩率、适宜的渗透性、较低的生物毒性等，被应用于工程塑料、电子电工、航天航空、生物医学等多个领域。但传统聚酰亚胺材料加工性相比于其他材料更差，其玻璃化转变温度高于300℃，一般情况下不溶于常见的有机溶剂。因此，迫切的需要对其进行改性，提高其加工性能。
[0003]聚酰亚胺的荧光特性一直是有机发光领域的研究热点，具有荧光特性的聚合物在微电子领域、生物医疗、检测示踪等领域具有良好的应用前景。传统常见的具有荧光响应的聚酰亚胺必须引入荧光基团(Angew Chem Int Ed Engl,Long et al.2021)，或者使用金属进行掺杂改性制备荧光聚酰亚胺材料(申请号201910213490.6)。用以制备聚酰亚胺的单体本身通常不具有荧光响应、或仅具有微弱的荧光响应，而传统常见的引入的荧光单体本身是非环保的致癌物，这使得产物在使用过程中存在有毒物质迁移的潜在的风险。使用贵金属掺杂所制备的荧光聚酰亚胺成本高昂，且金属与聚合物掺杂后，废弃后再回收的所造成的环境污染巨大。因此现有的荧光聚酰亚胺制备路线较为复杂，所制备的荧光聚酰亚胺基本不可降解，难以回收。不仅如此，当前研究下所制备的产物，虽然在荧光强度上有较大提升，但不能解决难以加工、生产成本、环保、材料性能等多方的平衡。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺点和不足，本专利技术的首要目的在于提供一种聚酰亚胺
‑
聚酯共聚物，以克服现有技术中荧光聚酰亚胺难以加工、生产复杂、成本较高，且产物不环保、难以降解的问题。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供上述聚酰亚胺
‑
聚酯共聚物的制备方法。
[0006]本专利技术的再一目的在于提供上述聚酰亚胺
‑
聚酯共聚物的应用。
[0007]本专利技术目的通过以下技术方案实现：
[0008]一种聚酰亚胺
‑
聚酯共聚物，具有下式(I)～式(IV)任一所示结构：
[0009][0010]式(I)～式(IV)中，m＝1～800，优选m＝1～200，n＝1～1000，优选n＝1～150，B选自式2～式7结构中的至少一种，C选自式8～式17结构中的至少一种，D选自式18～式20结构中的至少一种，式20中x＝1～800，优选x＝1～200，
[0011]式(I)和式(III)中，A选自式21～式29结构中的至少一种，
[0012][0013]式(II)和式(IV)中，A为
[0014]一种聚酰亚胺
‑
聚酯共聚物的制备方法，包括以下步骤：
[0015](1)二酐单体与二胺单体于极性非质子有机溶剂中进行缩聚反应得到聚酰胺酸，所述缩聚反应的反应温度为0～30℃、反应时间为0.1～12h；
[0016](2)步骤(1)得到的聚酰胺酸与羟胺化合物于极性非质子有机溶剂中0～30℃反应0.1～32h得到羟基封端的聚酰胺酸；
[0017](3)步骤(2)得到的羟基封端的聚酰胺酸与酯类单体、催化剂于极性非质子有机溶剂中，在氮气或惰性气体的保护下，进行共聚反应得到聚酰亚胺
‑
聚酯共聚物，所述共聚反应的反应温度为20～200℃、反应时间为4～24h。
[0018]优选地，所述二酐单体为均苯四甲酸酐、4,4
‑
联苯醚二酐、4,4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐、1,2,4,5
‑
环己烷四甲酸二酐、3,3',4,4'
‑
联苯四甲酸二酐、3,3',4,4'
‑
二苯甲酮四甲酸二酐中的至少一种。
[0019]优选地，所述二胺单体为对苯二胺、间苯二胺、4,4'
‑
二氨基二苯醚、4,4'
‑
二氨基二苯甲烷、1,3
‑
二(4
‑
氨苯氧基)苯、1,4
‑
双(4
‑
氨苯氧基)苯、4,4'
‑
双(3
‑
氨基苯氧基)
‑
联苯、2,2
‑
二(3
‑
氨基
‑4‑
羟苯基)六氟丙烷、2,2
‑
双(4
‑
氨基苯基)六氟丙烷、2,2'
‑
双(三氟甲基)二氨基联苯中的至少一种。
[0020]优选地，所述羟胺化合物为2
‑
(4
‑
氨基苯基)乙醇、对氨基苯甲醇、对氨基酚、多巴胺、乙醇胺、3
‑
氨基丙醇、4
‑
氨基
‑1‑
丁醇、5
‑
氨基
‑1‑
戊醇、6
‑
氨基
‑1‑
己醇、反
‑4‑
氨基环己醇中的至少一种。
[0021]优选地，所述酯类单体为己二酸丁二醇酯与对苯二甲酸丁二醇酯两种单体的混合物、ε
‑
己内酯、丙交酯中的至少一种。
[0022]优选地，所述催化剂为辛酸亚锡、四苯基锡、氯化镁中的至少一种。
[0023]优选地，所述极性非质子溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N
‑
甲基吡咯烷酮中的至少一种。
[0024]优选地，步骤(1)中二酐单体与二胺单体的摩尔比为(0.001～1):(0.001～1)，二酐单体和二胺单体的总质量与极性非质子有机溶剂的固液质量比为1:(1～30)。
[0025]优选地，步骤(2)中聚酰胺酸与羟胺化合物的质量比为(1～200):(1～200)，聚酰胺酸和羟胺化合物的总质量与极性非质子有机溶剂的固液质量比为1:(1～30)。
[0026]优选地，步骤(3)中羟基封端的聚酰胺酸与酯类单体的质量比为(1～100):(1～100)，催化剂与酯类单体的质量比为(0.0001～1):1，极性非质子有机溶剂与羟基封端的聚酰胺酸、酯类单体、催化剂三者的总质量的质量比为100:(1～100)；当酯类单体包括己二酸
丁二醇酯与对苯二甲酸丁二醇酯两种单体的混合物时，己二酸丁二醇酯与对苯二甲酸丁二醇酯的质量比为(1～100):(1～100)。
[0027]优选地，所述二酐单体、所述二胺单体、所述聚酰胺酸、所述羟胺化合物以及所述羟基封端的聚酰胺酸均进行除杂处理，所述除杂处理包括：
[0028]二酐单体、二胺单体和羟胺化合物在参与反应前于40～80℃下真空干燥4～32h；
[0029]步骤(1)得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺
‑
聚酯共聚物，其特征在于，具有下式(I)～式(IV)任一所示结构：式(I)～式(IV)中，m＝1～800，n＝1～1000，B选自式2～式7结构中的至少一种，C选自式8～式17结构中的至少一种，D选自式18～式20结构中的至少一种，式20中x＝1～800，
式(I)和式(III)中，A选自式21～式29结构中的至少一种，式(II)和式(IV)中，A为2.权利要求1所述聚酰亚胺
‑
聚酯共聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)二酐单体与二胺单体于极性非质子有机溶剂中进行缩聚反应得到聚酰胺酸，所述缩聚反应的反应温度为0～30℃、反应时间为0.1～12h；(2)步骤(1)得到的聚酰胺酸与羟胺化合物于极性非质子有机溶剂中0～30℃反应0.1～32h得到羟基封端的聚酰胺酸；(3)步骤(2)得到的羟基封端的聚酰胺酸与酯类单体、催化剂于极性非质子有机溶剂中，在氮气或惰性气体的保护下，进行共聚反应得到聚酰亚胺
‑
聚酯共聚物，所述共聚反应的反应温度为20～200℃、反应时间为4～24h。3.根据权利要求2所述的聚酰亚胺
‑
聚酯共聚物的制备方法，其特征在于，所述二酐单体为均苯四甲酸酐、4,4
‑
联苯醚二酐、4,4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐、1,2,4,5
‑
环己烷四甲酸二酐、3,3',4,4'
‑
联苯四甲酸二酐、3,3',4,4'
‑
二苯甲酮四甲酸二酐中的至少一种；所述二胺单体为对苯二胺、间苯二胺、4,4'
‑
二氨基二苯醚、4,4'
‑
二氨基二苯甲烷、1,3
‑
二(4
‑
氨苯氧基)苯、1,4
‑
双(4
‑
氨苯氧基)苯、4,4'
‑
双(3
‑
氨基苯氧基)
‑
联苯、2,2
‑
二(3
‑
氨基
‑4‑
羟苯基)六氟丙烷、2,2
‑
双(4
‑
氨基苯基)六氟丙烷、2,2'
‑
双(三氟甲基)二氨基联苯中的至少一种。4.根据权利要求2所述的聚酰亚胺
‑
聚酯共聚物的制备方法，其特征在于，所述羟胺化合物为2
‑
(4
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氨基苯基)乙醇、对氨基苯甲醇、对氨基酚、多巴胺、乙醇胺、3

【专利技术属性】
技术研发人员：严玉蓉，龚彩红，刘钊，伍绍吉，邱志明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：