一類同時含四大取代側(cè)基和扭曲非共平面結(jié)構(gòu)聚酰亞胺及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一類同時含四大取代側(cè)基和扭曲非共平面結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺高性能聚合物，該類聚合物具有優(yōu)異的溶解成膜性、高的熱穩(wěn)定性和良好的氣體分離性能。其制備過程為：在氮氣保護下，將含有四大取代側(cè)基和扭曲非共平面結(jié)構(gòu)的芳香二胺單體和二酐單體以等摩爾比溶于N-甲基吡咯烷酮溶劑中，室溫下攪拌反應(yīng)12～24h后，進一步升溫至180～200℃，通過氮氣流帶水，攪拌反應(yīng)8～20h后，將反應(yīng)溶液倒入乙醇中，即得到纖維狀的聚酰亞胺聚合物。
【專利說明】-類同時含四大取代側(cè)基和扭曲非共平面結(jié)構(gòu)聚醜亞胺及 其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于含大取代側(cè)基結(jié)構(gòu)的聚醜亞胺及其制備領(lǐng)域，特別涉及一類同時含四 大取代側(cè)基和扭曲非共平面結(jié)構(gòu)的聚醜亞胺及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚醜亞胺是一類重要的耐高溫聚合物，由于具有優(yōu)異的熱學(xué)性能和力學(xué)性能，可 W作為自支撐膜應(yīng)用于氣體分離領(lǐng)域，包括氮氧分離、二氧化碳富集、天然氣除濕、氨氣回 收等分離過程。商品化聚醜亞胺由于分子鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整和分子間強的相互作用，通常表現(xiàn)出 難烙難溶、氣體滲透性較低等缺點，無法滿足現(xiàn)代高效氣體分離設(shè)備的發(fā)展需要。因此對聚 醜亞胺分子結(jié)構(gòu)進行設(shè)計和改性，進一步改善聚醜亞胺的成膜性能和氣體分離性能具有重 要的研究價值。
[0003] 研究發(fā)現(xiàn)，通過在聚醜亞胺分子結(jié)構(gòu)中引入大體積的取代側(cè)基，可增大聚醜亞胺 分子鏈的自由體積，改善聚醜亞胺的成膜性和氣體分離性能。但目前報道的含大取代側(cè)基 結(jié)構(gòu)聚醜亞胺膜材料品種十分有限，已報道的含大取代側(cè)基結(jié)構(gòu)聚醜亞胺的結(jié)構(gòu)單元中通 常也只含有1-2個大體積取代側(cè)基。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了改善現(xiàn)有商品化聚醜亞胺成膜難、氣體分離性能較低、不能 滿足現(xiàn)代高效氣體分離設(shè)備的發(fā)展需要等問題，報道一類同時含四大取代側(cè)基和扭曲非共 平面結(jié)構(gòu)的聚醜亞胺及其制備方法；在聚醜亞胺的分子結(jié)構(gòu)單元中同時引入了多個大取代 側(cè)基和高度扭曲非共平面結(jié)構(gòu)，有效改善了聚合物的成膜性能和氣體分離性能。
[0005] 本發(fā)明專利所報道的一類同時含四大取代側(cè)基和扭曲非共平面結(jié)構(gòu)的聚醜亞胺， 其結(jié)構(gòu)式如下，
[000引

【權(quán)利要求】
1. 一類同時含四大取代側(cè)基和扭曲非共平面結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺，其特征在于：所述聚酰 亞胺的結(jié)構(gòu)式如下，
=30?50 ;所述聚酰亞胺可用于高性能聚合物氣體分離膜材料。
2. 如權(quán)利要求1所述的同時含四大取代側(cè)基和扭曲非共平面結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺，其特征 在于：所述聚酰亞胺分子鏈結(jié)構(gòu)單元中含有二苯砜結(jié)構(gòu)，并在二苯砜結(jié)構(gòu)上同時含有四個 4_三氟甲基苯大取代側(cè)基。
3. 如權(quán)利要求1所述的同時含四大取代側(cè)基和扭曲非共平面結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺，其特征 在于：所述聚酰亞胺分子鏈結(jié)構(gòu)單元中，與醚鍵相連接的兩苯環(huán)之間以及與砜基相連接的 兩苯環(huán)之間，由于大體積取代側(cè)基之間的排斥作用，均具有高度扭曲非共平面結(jié)構(gòu)。
4. 如權(quán)利要求1所述的同時含四大取代側(cè)基和扭曲非共平面結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺的制備 方法，其特征在于：所述制備方法的步驟為， 在氮氣保護下，將含四大取代側(cè)基結(jié)構(gòu)的芳香二胺單體和二酐單體以等摩爾比溶于 N-甲基吡咯烷酮溶劑中，室溫下攪拌反應(yīng)12?24h后，進一步升溫至180?20(TC，通過氮 氣流帶水，攪拌反應(yīng)8?20h后，將反應(yīng)溶液倒入乙醇中，即得到纖維狀的聚酰亞胺聚合物。
5. 如權(quán)利要求4所述的同時含四大取代側(cè)基和扭曲非共平面結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺的制備 方法，其特征在于：所述的含四大取代側(cè)基結(jié)構(gòu)的芳香二胺單體為2, 2'-雙[3, 5-二（4-三 氟甲基苯基）-4_ (4-氨基苯氧基）苯基]砜。
6. 如權(quán)利要求4所述的同時含四大取代側(cè)基和扭曲非共平面結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺的制備 方法，其特征在于：所述的二酐單體為均苯四酸二酐、聯(lián)苯四酸二酐、二苯甲酮四酸二酐、二 苯醚四酸二酐或六氟二酐。
7. 如權(quán)利要求4所述的同時含四大取代側(cè)基和扭曲非共平面結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺的制備 方法，其特征在于：所述的溶劑N-甲基吡咯烷酮的用量是芳香二胺單體和二酐單體總質(zhì)量 的6?9倍。
【文檔編號】C07C315/04GK104356383SQ201410555032
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】汪稱意, 徐常, 陳文濤, 趙曉燕, 李堅, 任強 申請人:常州大學(xué)