專利名稱：側(cè)鏈型咪唑基聯(lián)苯胺的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種芳香二胺單體的制備方法，尤其涉及一種側(cè)鏈型咪唑基聯(lián)苯胺單體的制備方法。
背景技術(shù)：
含咪唑基芳香二胺是一類重要的功能單體，用于聚酰亞胺、聚酰胺等高性能聚合物的制備。公開號為CN101200822A的中國發(fā)明專利中報道了含咪唑基的聚酰亞胺纖維比相應(yīng)的不含咪唑基的聚酰亞胺纖維具有更高的機械性能和耐熱性能。文獻J.Membr.Sc1.2009, 326，708-713報道說，在磺化聚酰亞胺的結(jié)構(gòu)中引入咪唑基可以顯著地提高質(zhì)子交換膜的抗自由基氧化性。此外，咪唑基作為一類功能性基團可以賦予聚合物擁有更多的特殊性能，例如阻燃性、界面粘結(jié)性等。目前，實際使用的含咪唑基二胺的種類極少，市售的含咪唑基二胺單體的化學(xué)結(jié)構(gòu)如下:
權(quán)利要求
1.一種側(cè)鏈型咪唑基聯(lián)苯胺，其結(jié)構(gòu)通式如下:
2.一種制備如權(quán)利要求1所述的側(cè)鏈型咪唑基聯(lián)苯胺的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)在氮氣保護下，將二羥基聯(lián)苯胺，齒代苯甲氰，無水碳酸鹽，有機溶劑和芳烴混合，將混合物加熱至100 200°C反應(yīng)5 40小時，冷卻，倒入水中并抽濾，固體部分用水反復(fù)洗滌，真空干燥，得到雙(氰基苯氧基)聯(lián)苯胺； 其中，所述二羥基聯(lián)苯胺、鹵代苯甲氰、無水碳酸鹽的摩爾比為1:1:1 1: 1:5，有機溶劑和芳烴的體積比為1:1 1:8，固含量為10 80w/v% ； (2)在氮氣保護下，將雙(氰基苯氧基)聯(lián)苯胺，硫酸溶液混合，加熱至50 10(TC反應(yīng)10 60小時，冷卻，倒入水中并抽濾；固體部分用堿性溶液溶解,抽濾,收集濾液并調(diào)節(jié)pH至I 4，再次抽濾，固體部分真空干燥，得到雙(羧基苯氧基)聯(lián)苯胺； 其中，硫酸溶液中硫酸的質(zhì)量分數(shù)為40wt% 98wt%，雙(氰基苯氧基)聯(lián)苯胺的固含量為5w% 30wt%, (3)在氮氣保護下，將多聚磷酸，五氧化二磷，雙(羧基苯氧基)聯(lián)苯胺，鄰二氨基化合物混合，在140°C 200°C反應(yīng)20 80小時，冷卻，倒入碎冰中，抽濾，固體部分用堿性溶液洗滌至中性，真空干燥，得到側(cè)鏈型咪唑基聯(lián)苯胺； 其中，所述鄰二氨基化合物為鄰苯二胺或1，8-萘二胺； 所述雙(羧基苯氧基)聯(lián)苯胺、鄰二氨基化合物的摩爾比為1:2 1:4，多聚磷酸中五氧化二磷的質(zhì)量濃度為60wt% 90wt%，雙(羧基苯氧基)聯(lián)苯胺、鄰二氨基化合物在多聚磷酸中的總固含量為5wt% 50wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述二羥基聯(lián)苯胺為:2，2’ - 二羥基聯(lián)苯胺或3，3’ - 二羥基聯(lián)苯胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述的有機溶劑為:N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲亞砜。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述的無水碳酸鹽為:無水碳酸鉀、無水碳酸鈉或無水碳酸銫。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述的芳烴為:苯、甲苯或二甲苯。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述的鹵代苯甲氰為:對氟苯甲氰、間氟苯甲氰、鄰氟苯甲氰、對氯苯甲氰、間氯苯甲氰、鄰氯苯甲氰、對溴苯甲氰、間溴苯甲氰或鄰溴苯甲氰。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的制備方法，其特征在于，步驟(2)或(3)中中所述的堿性溶液為氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液、或三乙胺溶液。
9.如權(quán)利要求1所述的側(cè)鏈型咪唑基聯(lián)苯胺在制備聚酰亞胺、聚酰胺、聚氨酯、或聚醚胺中的應(yīng)用。
10.一種由如權(quán)利要求1所述的側(cè)鏈型咪唑基聯(lián)苯胺制備得到的側(cè)鏈型咪唑基磺化聚酰亞胺質(zhì)子 交換膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種側(cè)鏈型咪唑基聯(lián)苯胺及其制備方法。該制備方法以二羥基聯(lián)苯胺為原料，經(jīng)過成醚接枝，酸化水解，縮合成環(huán)三步反應(yīng)，從而制得所述側(cè)鏈型咪唑基聯(lián)苯胺。該本發(fā)明所述的這類二胺單體的咪唑基接在離主鏈較遠的側(cè)鏈上，因此可以有效地改善聚合物的性能，特別是改善磺化聚酰亞胺的抗自由基氧化穩(wěn)定性和水解穩(wěn)定性。本發(fā)明的側(cè)鏈型咪唑基聯(lián)苯胺還可以作為合成聚酰亞胺，聚酰胺，聚氨酯，聚醚胺等聚合物的原料，在高性能纖維以及燃料電池方面具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號H01M2/16GK103204847SQ20131011384
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者房建華, 李威, 郭曉霞 申請人:上海交通大學(xué)