本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于離子溶液合成聚異酰亞胺的方法。

背景技術(shù)：

聚酰亞胺(PI)作為一類(lèi)高性能聚合物,具有優(yōu)異的耐熱性、耐輻照和電氣性能,已被廣泛應(yīng)用于航空、航天和微電子等技術(shù)領(lǐng)域。聚酰亞胺應(yīng)用限制的方面主要有以下兩個(gè)方面：(1)聚酰亞胺難溶難熔，加工成型困難；一般都是在為固化前進(jìn)行加工成型，然后高溫脫水環(huán)化成聚酰亞胺，但在固化過(guò)程中有機(jī)溶劑的揮發(fā)生成小分子的水，對(duì)制品的最終特性產(chǎn)生影響，如介電常數(shù)升高、機(jī)械強(qiáng)度下降及耐熱性變差(2)聚酰亞胺一般是黃色-黃褐色材料，難于應(yīng)用光通訊行業(yè)?，F(xiàn)有合成聚酰亞胺的大多采用極性非質(zhì)子溶劑作為反應(yīng)液，存在著難以回收，對(duì)環(huán)境影響的危害。研究新型的離子液體滿(mǎn)足綠色環(huán)保，易于回收，穩(wěn)定性良好的特征，符合綠色環(huán)保社會(huì)的要求。

聚異酰亞胺的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺，且聚異酰亞胺在高溫條件下能夠?qū)崿F(xiàn)異構(gòu)化轉(zhuǎn)變成聚酰亞胺而不放出小分子副產(chǎn)物影響產(chǎn)品的整體性能。因此本發(fā)明在此理論基礎(chǔ)上研究一系列的聚異酰亞胺產(chǎn)物，探索制備結(jié)構(gòu)新穎的聚異酰亞胺，從而適應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于通過(guò)聚異酰亞胺異構(gòu)化形成聚酰亞胺，實(shí)現(xiàn)無(wú)小分子副產(chǎn)物釋放影響結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明另一個(gè)目的在于利用離子液體制備的異酰亞胺，具備高透明性及低溫異構(gòu)化等優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明一種基于離子溶液合成聚異酰亞胺的方法，包括如下步驟：在惰性氣氛、常溫條件下，將二胺和二酐單體在離子液體中聚合反應(yīng)，所述二胺和所述二酐按照摩爾比1:1～1.1與所述離子液體進(jìn)行聚合反應(yīng),所述二胺和所述二酐的總質(zhì)量占所述離子液體的質(zhì)量的2％～45％,得到聚酰胺酸溶液；將聚酰胺酸溶液加入化學(xué)催化劑，在常溫條件下攪拌12h～72h，得到目標(biāo)產(chǎn)物聚異酰亞胺。

優(yōu)選地，上述的基于離子液體合成聚異酰亞胺的方法，惰性氣體分別為：氮?dú)?，氬氣，氦氣?/p>

優(yōu)選地，上述的基于離子液體合成聚異酰亞胺的方法，反應(yīng)溫度為20～35℃，攪拌速率為200r/min-220r/min。

優(yōu)選地，上述的基于離子液體合成聚異酰亞胺的方法，離子液體為氯化1,3-二(2-甲氧基-2-氧乙基)咪唑；1,3-二(2-甲氧基-2-氧乙基)咪唑醋酸鹽；1,3-二(2-甲氧基-2-氧乙基)咪唑六氟磷酸鹽；1,3-二(2-甲氧基-2-氧乙基)咪唑四氟硼酸鹽一種或兩種以上混合物。

優(yōu)選地，上述的基于離子液體合成聚異酰亞胺的方法，二胺單體結(jié)構(gòu)式如下：

優(yōu)選地，上述的基于離子液體合成聚異酰亞胺的方法，聚酰胺酸制備聚異酰亞胺反應(yīng)溫度為20～35℃，攪拌速率為200r/min～220r/min，反應(yīng)時(shí)間為12h～60h。

優(yōu)選地，上述的基于離子液體合成聚異酰亞胺的方法，催化劑為吡咯/乙酸酐、或三乙胺/乙酸酐、或乙酸鈉/乙酸酐等。

優(yōu)選地，上述的基于離子液體合成聚異酰亞胺的方法，且聚異酰亞胺在高溫條件下能夠?qū)崿F(xiàn)異構(gòu)化轉(zhuǎn)變成聚酰亞胺而不放出小分子副產(chǎn)物影響產(chǎn)品的整體性能。離子液體能夠有效地抑制分子間和分子內(nèi)的CTC(電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物)作用，從而提高了聚酰亞胺的透明性，所使用的離子液體具有活化作用，能夠促進(jìn)聚合反應(yīng)的充分進(jìn)行。

相對(duì)傳統(tǒng)方法，此方法合成的聚酰亞胺預(yù)聚體能夠在較低溫度下亞?；耆?，而聚酰亞胺薄膜于低溫下固化，可以避免其在高溫條件下由無(wú)色變?yōu)辄S色，使其保持較高的透明性。

具體實(shí)施方式

下面給出實(shí)例以對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的說(shuō)明,有必要指出的是以下實(shí)施例不能解釋為對(duì)發(fā)明保護(hù)范圍的限制,該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員根據(jù)上述發(fā)明內(nèi)容對(duì)本發(fā)明作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整,仍應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施實(shí)例1：

室溫下在氮?dú)鈿夥罩袑?.390g(6F-APB)加入三口燒瓶?jī)?nèi)，溶解在45.93g 1,3-二(2-甲氧基-2-氧乙基)咪唑四氟硼酸鹽溶劑中，充分溶解后加入3.500g(6FDA)，攪拌速率維持在200r/min～220r/min，攪拌時(shí)間12h，獲得均相透明粘稠的聚酰胺酸溶液。在攪拌下加入三乙胺：乙酸酐＝0.8:1(三乙胺：0.45g；乙酸酐：0.562g)，繼續(xù)在室溫下攪拌12h，得到聚異酰亞胺溶液。將反應(yīng)溶液導(dǎo)入800mL丙酮中，收集析出纖維狀聚合物。將聚合物在40℃下通過(guò)真空干燥，得聚異酰亞胺。

本發(fā)明實(shí)例1,3-二(2-甲氧基-2-氧乙基)咪唑四氟硼酸鹽分子結(jié)構(gòu)式如下：

本實(shí)施例中的透明性聚異酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)式如下：

實(shí)施實(shí)例2：

室溫下在氮?dú)鈿夥罩袑?.001g(1，3，4-APB)加入三口燒瓶?jī)?nèi)，溶解在81.96g氯化1,3-二(2-甲氧基-2-氧乙基)咪唑溶劑中，充分溶解后加入7.295g(3，3，4，4-二苯四甲基二硅四酸二酐)，攪拌速率維持在200r/min～220r/min，攪拌時(shí)間12h，獲得均相粘稠的聚酰胺酸溶液。用147.54g DMAc稀釋聚酰胺酸溶液，在攪拌下加入三乙胺：乙酸酐＝0.8:1(三乙胺：0.87g；乙酸酐：1.08g)，繼續(xù)在室溫下攪拌12h，得到聚異酰亞胺溶液。

本發(fā)明實(shí)例氯化1,3-二(2-甲氧基-2-氧乙基)咪唑分子結(jié)構(gòu)式如下：

本實(shí)施例中的強(qiáng)溶解性性聚異酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)式如下：