henyl)urea) (FUPDA)和45 · 51g(48 · 8ml )N，N_二甲基甲酰胺加入至 100ml的三口燒瓶 中，通入氬氣，攪拌，完全溶解后，加入2.1812g(0.01mol)Pyromellitic dianhydride(均苯 四甲酸二酐，PMDA)，繼續(xù)攪拌反應6h，獲得均相、透明、粘稠的聚酰胺酸溶液。再將聚酰胺酸 溶液刮涂在玻璃板上，再將玻璃板置于真空烘箱中，抽真空，升溫程序為:室溫升溫至l〇〇°C 后恒溫整個過程lh-100°C升溫至200°C后恒溫整個過程lh-200°C升溫至300°C后恒溫整 個過程lh-300°C升溫至420°C后恒溫整個過程1.5h，冷卻后可取出聚酰亞胺膜。該聚酰亞 胺膜的紅外光譜圖如附錄一所示。
[0041 ]本實施例中的全芳型的高阻隔聚酰亞胺(FUPDA/PMDA-PI)薄膜的分子結(jié)構(gòu)式如 下：
[0042]
[0043] 實施例3
[0044]室溫下，將5.30688(0.01111〇1)沁川1'-((9!^111〇"116-2,7-(1171)1^8(4，1-phenylene) )bis(benzene_l ,4-diamine) (FPIPDA)和49 · 92g(52 · 85ml )N，N_二甲基甲酰胺 加入至l〇〇ml的三口燒瓶中，通入氬氣，攪拌，完全溶解后，加入2.1812g(0.01mol) Pyromellitic dianhydride(均苯四甲酸二酐，PMDA)，繼續(xù)攪拌反應6h，獲得均相、透明、粘 稠的聚酰胺酸溶液。再將聚酰胺酸溶液刮涂在玻璃板上，再將玻璃板置于真空烘箱中，抽真 空，升溫程序為:室溫升溫至l〇〇°C后恒溫整個過程lh-100°C升溫至200°C后恒溫整個過程 lh-200°C升溫至300°C后恒溫整個過程lh-300°C升溫至420°C后恒溫整個過程1.5h，冷卻 后可取出聚酰亞胺膜。該聚酰亞胺膜的紅外光譜圖如附錄一所示。
[0045]本實施例中的全芳型的高阻隔聚酰亞胺(FPIPDA/PMDA-PI)薄膜的分子結(jié)構(gòu)式如 下：
[0046]
[0047] 實施例4
[0048] 室溫下，將5 · 2457g(0 · Olmol) ((9H-fluorene_2，7-diyl )bis(oxy) )bis(ethane_ 2，1-diyl )bis(4_aminobenzoate) (FEC2EPDA)和 49 · 51g(52 · 4ml )N，N_二甲基甲酰胺加入至 100ml的三口燒瓶中，通入氬氣，攪拌，完全溶解后，加入2.1812g(0.01mol)Pyromellitic dianhydride(均苯四甲酸二酐，PMDA)，繼續(xù)攪拌反應6h，獲得均相、透明、粘稠的聚酰胺酸 溶液。再將聚酰胺酸溶液刮涂在玻璃板上，再將玻璃板置于真空烘箱中，抽真空，升溫程序 為:室溫升溫至l〇〇°C后恒溫整個過程lh-100°C升溫至200°C后恒溫整個過程lh-200°C升 溫至300°C后恒溫整個過程lh-300°C升溫至420°C后恒溫整個過程1.5h，冷卻后可取出聚 酰亞胺膜。該聚酰亞胺膜的紅外光譜圖如附錄一所示。
[0049]本實施例中的全芳型的高阻隔聚酰亞胺(FEC2EPDA/PMDA-PI)薄膜的分子結(jié)構(gòu)式 如下：
[0050]
[0051 ] 實施例5
[0052]室溫下，將5 · 2261g(0 · Olmol )N，N，- (((9H-fluorene_2，7_diyl)bis(oxy))bis (ethane-2，1-diyl )bis(4_aminobenzamide) (FEC2APDA)和49 · 38g(52 · 3ml )N，N_二甲基甲 酰胺加入至l〇〇ml的三口燒瓶中，通入氬氣，攪拌，完全溶解后，加入2.1812g(0.0 lmol) Pyromellitic dianhydride(均苯四甲酸二酐，PMDA)，繼續(xù)攪拌反應6h，獲得均相、透明、粘 稠的聚酰胺酸溶液。再將聚酰胺酸溶液刮涂在玻璃板上，再將玻璃板置于真空烘箱中，抽真 空，升溫程序為:室溫升溫至l〇〇°C后恒溫整個過程lh-100°C升溫至200°C后恒溫整個過程 lh-200°C升溫至300°C后恒溫整個過程lh-300°C升溫至420°C后恒溫整個過程1.5h，冷卻 后可取出聚酰亞胺膜。該聚酰亞胺膜的紅外光譜圖如附錄一所示。
[0053]本實施例中的全芳型的高阻隔聚酰亞胺(FEC2APDA/PMDA-PI)薄膜的分子結(jié)構(gòu)式 如下：
[0054]
【主權項】
1. 一種含芴或芴酮結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺材料，其分子結(jié)構(gòu)通式如下所示：其中:η為1~10000，Y選自以下結(jié)構(gòu)通式中的一種或一種以上：其中，Ζ為，Ari選自下列結(jié)構(gòu)式中的任何一種：其中，六仏六乃^^選自下列結(jié)構(gòu)式中的任何一種：其中Ars和Ar6選自下列結(jié)構(gòu)式中的任何一種：其中，X選自下列結(jié)構(gòu)式中的任何一種：2. 根據(jù)權利要求1所述含芴或芴酮結(jié)構(gòu)的高阻隔性功能聚酰亞胺材料，其特征在于:聚 酰亞胺材料可以制備成薄膜或粉體。3. 根據(jù)權利要求1所述含芴或芴酮結(jié)構(gòu)的高阻隔性功能聚酰亞胺材料的制備方法，其 特征在于:氬氣氣氛中，將含Y結(jié)構(gòu)的二胺與含X結(jié)構(gòu)的二酐按摩爾比為1: (0.9~1.1)溶在 強極性非質(zhì)子有機溶劑中，在-10~40°C攪拌反應0.5~72h，得到均相、粘稠的聚酰胺酸膠 液，并對聚酰胺酸膠液進行脫水得到高阻隔性的聚酰亞胺。4. 根據(jù)權利要求3所述含芴或芴酮結(jié)構(gòu)的高阻隔性功能聚酰亞胺材料的制備方法，其 特征在于:含Y結(jié)構(gòu)的二胺與含X結(jié)構(gòu)的二酐總質(zhì)量占反應物料總質(zhì)量的2~50%。5. 根據(jù)權利要求3所述含芴或芴酮結(jié)構(gòu)的高阻隔性功能聚酰亞胺材料的制備方法，其 特征在于:強極性非質(zhì)子有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、二甲基砜、環(huán)丁砜、1，4_ 二氧六環(huán)、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、間甲酚、四氫呋喃中的一種或一種以上 的混合物。6. 根據(jù)權利要求3所述含芴或芴酮結(jié)構(gòu)的高阻隔性功能聚酰亞胺材料的制備方法，其 特征在于:聚酰胺酸膠液脫水得到聚酰亞胺的方法可以是熱酰亞胺化或化學酰亞胺化。7. 根據(jù)權利要求6所述含芴或芴酮結(jié)構(gòu)的高阻隔性功能聚酰亞胺材料的制備方法，其 特征在于:熱酰亞胺化的具體操作為:首先將聚酰胺酸膠液刮涂在玻璃板上，再將玻璃板置 于真空烘箱中，抽真空，升溫程序為:室溫升溫至l〇〇°C后恒溫整個過程0.8~3h，從100°C升 溫至200°C后恒溫整個過程0.8~2h，從200°C升溫至300°C后恒溫整個過程0.8~2h，從300 °C升溫至350°C~500°C后恒溫整個過程0.5~2h，冷卻后可取出聚酰亞胺膜。8. 根據(jù)權利要求6所述含芴或芴酮結(jié)構(gòu)的高阻隔性功能聚酰亞胺材料的制備方法，其 特征在于:化學酰亞胺化的具體操作為:在聚酰胺酸膠液中加入吡啶/乙酸酐、或三乙胺/乙 酸酐、或乙酸鈉/乙酸酐作為脫水劑，升溫攪拌，加熱至60~170°C繼續(xù)攪拌0.5~6h，冷卻至 室溫后倒入甲醇或丙酮中得到聚酰亞胺沉淀，過濾干燥，即得到聚酰亞胺粉體，然后將聚酰 亞胺粉體溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亞砜(DMSO)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、間甲酚(m-Creso 1)或四氫呋喃(THF)中，加熱至完全溶解后，將聚酰亞 胺溶液刮涂在玻璃板上，70~200°C真空干燥去除溶劑，冷卻后可取出聚酰亞胺膜。9. 根據(jù)權利要求1所述的含芴或芴酮結(jié)構(gòu)的高阻隔性功能聚酰亞胺材料，其特征在于 其可應用于微電子、軍工、航空航天、高性能包裝與防護以及電子器件封裝高新技術產(chǎn)業(yè)領 域。
【專利摘要】本發(fā)明公開的是一種含芴或芴酮結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺及其制備方法和應用。該類聚酰亞胺材料采用具有高平面性含芴或芴酮結(jié)構(gòu)的芳香二胺與各種四酸二酐為原料，通過熱酰亞胺化或化學酰亞胺化制備聚酰亞胺的粉體材料或薄膜。由于其中二胺單體的最低能態(tài)結(jié)構(gòu)具有高平面性和較強的剛性，所制備的聚酰亞胺分子鏈堆砌緊密，因此所制備的聚酰亞胺薄膜具有優(yōu)異的阻隔性能以及較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，熱穩(wěn)定性和較低的熱膨脹系數(shù)。本發(fā)明的合成方法工藝簡單、多樣，因而適于工業(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明所公開的聚酰亞胺可廣泛應用于微電子、軍工、航空航天、高性能包裝與防護以及電子器件封裝等高新技術產(chǎn)業(yè)領域。
【IPC分類】C08J5/18, C08G73/10
【公開號】CN105440286
【申請?zhí)枴緾N201610018040
【發(fā)明人】劉亦武, 王倩, 譚井華, 黃杰, 熊宇風, 何偉林, 曾義, 柳俊杰
【申請人】湖南工業(yè)大學
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2016年1月12日