本發(fā)明涉及高分子材料，具體涉及一種生物基聚酰亞胺及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、聚酰亞胺是一種綜合性能優(yōu)異的高性能工程材料，由于其具有較高的耐熱、耐化學(xué)穩(wěn)定性、較低的介電常數(shù)以及良好的機(jī)械性能等，使其在航天航空、微電子、軍工、光學(xué)設(shè)備等高端領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前，絕大多數(shù)聚酰亞胺制備原料來(lái)源于石油化工，大部分單體原料有毒，對(duì)環(huán)境造成一定影響，甚至是影響人類的身心健康。隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，化石原料資源短缺日益嚴(yán)重，與此同時(shí)，石油化工行業(yè)的發(fā)展也嚴(yán)重加劇了環(huán)境污染。近年來(lái)，利用可再生資源制備生物基聚酰亞胺已引起了國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注，目前已有大量生物基聚酰亞胺的報(bào)道，然而，由于這些生物基聚酰亞胺的主鏈中引入了大量的脂肪族結(jié)構(gòu)單元，雖增加了聚合物的溶解性和透明性，但這些生物基聚酰亞胺的耐溫性卻顯著降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有生物基聚酰亞胺耐熱性差問(wèn)題，本發(fā)明從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度出發(fā)，設(shè)計(jì)合成出一種新型含芳香族結(jié)構(gòu)的生物基二胺單體，并和不同的芳香型二酐單體進(jìn)行聚合，制備出一系列由生物基原料衍生的可溶性耐高溫聚酰亞胺樹(shù)脂。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、本發(fā)明提供一種生物基聚酰亞胺，其特征在于，其結(jié)構(gòu)如式i所示：

4、式i；

5、其中，n=10-1000；ar具有如下至少一種結(jié)構(gòu)：

6、、、、、、、、、；

7、ar’具有如下至少一種結(jié)構(gòu)：

8、、、、、、、、、、、、、。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，將生物基衍生二胺單體和二酐單體進(jìn)行反應(yīng)制得。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述生物基衍生二胺單體選自以下結(jié)構(gòu)中的至少一種：

11、、、、、、、、、。

12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述二酐單體選自以下結(jié)構(gòu)中的至少一種：

13、、、、、、、、、、、、、。

14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，包括以下步驟：

15、(1)在惰性氣體保護(hù)條件下，將生物基衍生二胺單體加入到非質(zhì)子極性有機(jī)溶劑中；

16、(2)待生物基衍生二胺單體完全溶解后，低溫向溶液中加入二酐單體，加入完畢后，升至室溫并進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到聚合物溶液；

17、(3)最后向溶液中加入乙酸酐/吡啶催化劑，室溫下繼續(xù)聚合反應(yīng)，制得生物基聚酰亞胺。

18、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述生物基衍生二胺單體和二酐單體的摩爾比為（0.9-1.1）:（0.9-1.1）。

19、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述乙酸酐/吡啶催化劑的摩爾比為（1-10）:1。

20、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的非質(zhì)子極性有機(jī)溶劑為n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜中的一種。

21、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟（2）中所述低溫為0-10℃，所述聚合反應(yīng)的時(shí)間為10-14h。

22、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟（3）中所述聚合反應(yīng)的時(shí)間為20-28h。

23、本發(fā)明具有如下有益效果：

24、本發(fā)明從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度出發(fā)，設(shè)計(jì)合成出一種新型含芳香族結(jié)構(gòu)的生物基二胺單體，并和不同的芳香型二酐單體進(jìn)行聚合，制備出一系列由生物基原料衍生的可溶性耐高溫聚酰亞胺樹(shù)脂。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，適合大規(guī)?；a(chǎn)，制備出的生物基聚酰亞胺具有較高的耐熱性和良好的可溶性，促進(jìn)了環(huán)境友好型聚酰亞胺的可持續(xù)發(fā)展。

技術(shù)特征：

1.一種生物基聚酰亞胺，其特征在于，其結(jié)構(gòu)如式i所示：

2.一種如權(quán)利要求1所述生物基聚酰亞胺的制備方法，其特征在于，將生物基衍生二胺單體和二酐單體進(jìn)行反應(yīng)制得。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述生物基衍生二胺單體選自以下結(jié)構(gòu)中的至少一種：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述二酐單體選自以下結(jié)構(gòu)中的至少一種：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述生物基衍生二胺單體和二酐單體的摩爾比為（0.9-1.1）:（0.9-1.1）。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述乙酸酐/吡啶催化劑的摩爾比為（1-10）:1。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述的非質(zhì)子極性有機(jī)溶劑為n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜中的一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所述低溫為0-10℃，所述聚合反應(yīng)的時(shí)間為10-14h。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述聚合反應(yīng)的時(shí)間為20-28h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種生物基聚酰亞胺及其制備方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。一種生物基聚酰亞胺，其結(jié)構(gòu)如下所示。本發(fā)明采用一系列自制的芳香族生物基原料衍生的二胺單體，與不同芳香型結(jié)構(gòu)二酐單體進(jìn)行縮聚，制備出一系列由生物基原料衍生的可溶性耐高溫聚酰亞胺樹(shù)脂。

技術(shù)研發(fā)人員：高陽(yáng)峰,馬瑞坤,崔澤鋒,董南南,趙曉蓓,裴富饒,朱晨陽(yáng),周揚(yáng)春
受保護(hù)的技術(shù)使用者：濰坊弘潤(rùn)石化科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26