一种二胺单体、聚酰亚胺及聚酰亚胺薄膜制造技术

本发明专利技术公开了一种二胺单体、聚酰亚胺及聚酰亚胺薄膜，涉及聚酰亚胺膜技术领域，所述二胺单体为3,3,3

【技术实现步骤摘要】
一种二胺单体、聚酰亚胺及聚酰亚胺薄膜


[0001]本专利技术涉及聚酰亚胺膜
，尤其涉及一种二胺单体、聚酰亚胺及聚酰亚胺薄膜。

技术介绍

[0002]全芳香族聚酰亚胺薄膜因其优异的机械性能、耐热性、耐化学性及介电性能等，广泛应用于工程领域。然而，在微电子和光电工程中，传统的聚酰亚胺薄膜颜色较深，透光性较差，这是由于其高共轭分子结构中形成了电荷转移复合物(CTC)。并且随着光电工程的发展，光电器件对高热阻光学薄膜的要求越来越高，大多数常见的聚合物薄膜如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)在高温下会失去其光学和机械性能。因此，无色透明的耐高温聚合物光学薄膜已经引起了学术界和工程应用的广泛关注。
[0003]对于无色透明聚酰亚胺薄膜的制备，最具挑战性的问题在于如何在其高温稳定性、光学透明度和其他性能(如机械性能)之间取得平衡，因为大多数情况下，这些性能是相互制约的。例如，为提高薄膜机械性能而引入刚性或高共轭取代基，势必会引发薄膜颜色的加深，反之亦然。
[0004]目前，对于无色透明聚酰亚胺薄膜的制备，常在聚酰亚胺主链中引入含氟结构、不对称结构、大侧基、脂环族提升薄膜的透明度，或在聚酰亚胺主链结构中引入酰胺键构筑氢键来提升薄膜的机械性能，但常常很难得到一个综合性能较优的薄膜。

技术实现思路

[0005]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种二胺单体、聚酰亚胺及综合性能较优的聚酰亚胺薄膜，解决现有无色透明聚酰亚胺薄膜在高温稳定性、透光性及机械性能之间相互制约的问题。
[0006]本专利技术提出的一种用于聚酰亚胺的具有刚性扭曲结构的二胺单体，其化学名称为3,3,3
′
,3
′‑
四甲基
‑
2,2,3
′
,3
′‑
四氢
‑
1,1
′‑
螺环戊吩嗪
‑
7,7
′‑
二胺，其结构式为：
[0007][0008]优选地，具有刚性扭曲结构的二胺单体的制备方法包括以下步骤：
[0009]S1、3,3,3
′
,3
′‑
四甲基
‑
2,2
′
,3,3
′‑
四氢
‑
1,1
′‑
螺旋[茚]‑
5,5
′
,6,6
′‑
四酮TTSBIQ制备：将冰醋酸、硝酸、5,5
′
,6,6
′‑
四羟基
‑
3,3,3
′
,3
′‑
四甲基
‑
1,1
′‑‑
螺旋双茚满TTSBI和乙醇加入到反应容器中，在保护气氛下，于冰水浴中搅拌反应1.5～2.5h，然后在20～30℃下搅拌反应20～24h；过滤收集红色沉淀，依次用水和乙醇洗涤，干燥，即得TTSBIQ；其中，反应容器中，冰醋酸、硝酸、TTSBI、乙醇的用量比为75mL：50mL：60g：100mL，硝酸的浓度为
75wt％；
[0010]S2、3,3,3
′
,3
′‑
四甲基
‑
7,7
′‑
二硝基
‑
2,2
′
,3,3
′‑
四氢
‑
1,1
′‑
螺环戊吩嗪TTSBIDN制备：将TTSBIQ、4
‑
硝基
‑
1,2
‑
苯二胺和乙酸加入反应容器中，在保护气氛下，回流反应22～26h，反应结束后向体系中加入冰水冷却沉淀，过滤干燥，即得固体TTSBIDN；其中，反应容器中，TTSBIQ、4
‑
硝基
‑
1,2
‑
苯二胺、乙酸的用量比为30g：27g：500mL；
[0011]S3、3,3,3
′
,3
′‑
四甲基
‑
2,2,3
′
,3
′‑
四氢
‑
1,1
′‑
螺环戊吩嗪
‑
7,7
′‑
二胺TTSBIDA制备：将TTSBIDN、Pd/C催化剂和乙醇加入到反应溶液中，在保护气氛下，滴加水合肼，过夜；反应结束后向体系中加入水进行过滤洗涤，得到的固体产品干燥，即得TTSBIDA；其中，反应容器中，TTSBIDN、Pd/C催化剂、乙醇、水合肼的用量比为9g：1g：150mL：35mL；所述Pd/C催化剂中活性组分Pd的质量分数为10wt％。
[0012]本专利技术还提出了一种聚酰亚胺，是由二元胺单体和二元酐单体在有机溶剂中进行缩聚反应得到的；其中，所述二元胺单体包括如权利要求1或2所述的具有刚性扭曲结构的二胺单体。
[0013]优选地，所述具有刚性扭曲结构的二胺单体占二元胺单体总质量的10～30％。
[0014]优选地，所述二元胺单体和二元酐单体的摩尔比为1：0.9～1.1；优选地，所述二元胺单体和二元酐单体的质量之和与有机溶剂的质量之比为1.5～2.5：10。
[0015]优选地，所述二元胺单体还包括4,4'
‑
二氨基
‑
2,2'
‑
双三氟甲基联苯、9,9
‑
双(3
‑
氟
‑4‑
氨基苯基)芴、9,9
‑
双(4
‑
氨基苯基)芴、2,2'
‑
双(三氟甲基)
‑
4,4'
‑
二氨基苯基醚、2,2
‑
双(3
‑
氨基
‑4‑
羟基苯基)六氟丙烷、2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、1,3
‑
双(4
‑
氨苯氧基)苯、1,4
‑
双(4
‑
氨基苯氧基)苯、4,4'
‑
二氨基
‑
2,2'
‑
二甲基联苯、4,4'
‑
双(4
‑
氨苯氧基)联苯、1,3
‑
双(3
‑
氨基苯氧基)苯、2
‑
(4
‑
氨基苯基)
‑5‑
氨基苯并咪唑、2,2
‑
双(4
‑
羟基
‑3‑
氨基苯基)丙烷、2
‑
(4
‑
氨基苯基)
‑5‑
氨基苯并恶唑、4,4'
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于聚酰亚胺的具有刚性扭曲结构的二胺单体，其特征在于，其化学名称为3,3,3
′
,3
′‑
四甲基
‑
2,2,3
′
,3
′‑
四氢
‑
1,1
′‑
螺环戊吩嗪
‑
7,7
′‑
二胺，其结构式为：2.如权利要求1所述的用于聚酰亚胺的具有刚性扭曲结构的二胺单体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、3,3,3
′
,3
′‑
四甲基
‑
2,2
′
,3,3
′‑
四氢
‑
1,1
′‑
螺旋[茚]
‑
5,5
′
,6,6
′‑
四酮TTSBIQ制备：将冰醋酸、硝酸、5,5
′
,6,6
′‑
四羟基
‑
3,3,3
′
,3
′‑
四甲基
‑
1,1
′‑‑
螺旋双茚满TTSBI和乙醇加入到反应容器中，在保护气氛下，于冰水浴中搅拌反应1.5～2.5h，然后在20～30℃下搅拌反应20～24h；过滤收集红色沉淀，依次用水和乙醇洗涤，干燥，即得TTSBIQ；其中，反应容器中，冰醋酸、硝酸、TTSBI、乙醇的用量比为75mL：50mL：60g：100mL，硝酸的浓度为75wt％；S2、3,3,3
′
,3
′‑
四甲基
‑
7,7
′‑
二硝基
‑
2,2
′
,3,3
′‑
四氢
‑
1,1
′‑
螺环戊吩嗪TTSBIDN制备：将TTSBIQ、4
‑
硝基
‑
1,2
‑
苯二胺和乙酸加入反应容器中，在保护气氛下，回流反应22～26h，反应结束后向体系中加入冰水冷却沉淀，过滤干燥，即得固体TTSBIDN；其中，反应容器中，TTSBIQ、4
‑
硝基
‑
1,2
‑
苯二胺、乙酸的用量比为30g：27g：500mL；S3、3,3,3
′
,3
′‑
四甲基
‑
2,2,3
′
,3
′‑
四氢
‑
1,1
′‑
螺环戊吩嗪
‑
7,7
′‑
二胺TTSBIDA制备：将TTSBIDN、Pd/C催化剂和乙醇加入到反应溶液中，在保护气氛下，滴加水合肼，过夜；反应结束后向体系中加入水进行过滤洗涤，得到的固体产品干燥，即得TTSBIDA；其中，反应容器中，TTSBIDN、Pd/C催化剂、乙醇、水合肼的用量比为9g：1g：150mL：35mL；所述Pd/C催化剂中活性组分Pd的质量分数为10wt％。3.一种聚酰亚胺，其特征在于，是由二元胺单体和二元酐单体在有机溶剂中进行缩聚反应得到的；其中，所述二元胺单体包括如权利要求1或2所述的具有刚性扭曲结构的二胺单体。4.根据权利要求3所述的聚酰亚胺，其特征在于，所述具有刚性扭曲结构的二胺单体占二元胺单体总质量的10～60％。5.根据权利要求3所述的聚酰亚胺，其特征在于，所述二元胺单体和二元酐单体的摩尔比为1：0.9～1.1；优选地，所述二元胺单体和二元酐...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙善卫，苏敬华，潘士泉，刘明阳，
申请(专利权)人：安徽国风新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：