专利名称：含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺及其合成方法与应用的利记博彩app
含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺及其合成方法与应用技术领域
本发明属于高分子材料领域，特别涉及含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺及其合成方法与应用。
背景技术：
聚酰亚胺是指主链结构中含酰亚胺环的一类聚合物，由于具有优异的热稳定性、 机械性能、化学惰性、介电性能和耐辐射性能而受到广泛关注，以膜、涂层、纤维、塑料、胶粘剂和树脂基复合材料等商品形式在航空航天、电子工业等高技术领域得到了广泛应用。聚酰亚胺主要可分为非交联性聚酰亚胺和热固性聚酰亚胺，其中，热固性聚酰亚胺相比而言具有更好的加工性和综合性能。现有热固性聚酰亚胺多是以活性苯乙炔或乙炔基团为端基、侧基、端基和侧基的低聚物或聚合物，虽然具有优异的综合性能，但加工温度窗窄，固化放热快且可控性差，制备成本高，从而很大程度限制了其应用。
对于上述问题，专利CN102329290A公开了 “含氰基侧链改性联苯型二酐中间体及其合成方法与应用”，合成了一种新型联苯型二酐中间体作为制备聚酰亚胺的原料，所制备的聚酰亚胺溶解性相对得到改善，但由于联苯的刚性结构，分子间作用力较大，聚酰亚胺的加工性能仍不够好，不能满足工业加工应用的需要。同样，专利CN101307013A公开了“含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺及其制备方法和由其制备的聚酰亚胺和聚酰胺”，该专利将邻苯二甲腈以侧基的形式引入到聚酰亚胺中，虽所制备的聚酰亚胺在保持其优异综合性能的同时溶解性亦相对得到改善，但由于其较大的空间位阻和联苯的刚性结构，破坏了链的柔顺性，加大了分子间的作用力，使其玻璃化温度和粘流温度都较高，从而也加大了加工的困难性和成本。
与聚酰亚胺相似，聚酰胺(PA)是一类主链含酰胺环的高性能聚合物，由于其具有热稳定、耐磨和耐溶剂等优异的综合性能而以纤维、薄膜等形式广泛的应用于航空航天、电子工业等高技术领域中，特别是其中的芳香族的聚酰胺。而传统的芳香族聚酰胺通常是难溶难熔的，很难加工，现有的改性手段将柔性链引入到聚合物主链中、用非对称结构代替对称结构等，虽然能显著提高聚酰胺的有机可溶性即加工性，但由于聚酰胺 主链刚性的降低， 使得聚酰胺的热性能、力学性能和耐溶剂性能有一定程度的降低，这就大大限制了聚酰胺的应用范围。
专利CN101307013A公开的“含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺及其制备方法和由其制备的聚酰亚胺和聚酰胺”及四川大学李黎等人所发表的“含邻苯二甲腈侧基的聚酰胺的合成与热行为”(高分子材料科学与工程，Vol 27. NO. 10. 11-14)中将腈基引入到聚酰胺侧链中，虽能通过腈基的自加速固化使聚酰胺在提高加工性的同时还提高了其热性能、力学性能和耐溶剂性等性能，但由于其引入的腈基个数较少，所提高的性能仍不能满足在实际应用中的很多需求，而且其分子的刚性结构使得分子与分子之间的作用力很大，使加工难度增大，加工成本增大。
聚酰胺酰亚胺是酰亚胺环和酰胺键有规则交替排列的一类聚合物，主要由偏苯三酸酐和各种芳香族二胺经缩聚反应制备。产品主要有挤塑，注塑和压制成型材料以及用于涂料的可溶性粉末。这些材料在温度高达260°C时仍具有优异的机械性能、良好的尺寸稳定性、耐蠕变性、耐击穿性以及耐化学性，适用于航空、运输、化工和电子工业领域。但由聚酰胺酰亚胺的结构可知，它兼具聚酰亚胺和聚酰胺的优点的同时也会体现出如上所述的它们两者的加性能差等缺点，但到目前为止，未见有将腈基引入到聚酰胺酰亚胺来改善其加工性能的报道。
综上所述，设计合成新型的芳香族二胺作为制备聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺的原料非常必要，以便改善它们的加工性能，提高热性能和耐溶剂等性能，扩大应用范围。发明内容
本发明的目的是提供一种含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺及其合成方法，以增加芳香族二胺的类型，本发明的再一目的的是将含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺用于制备聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺。
本发明所述含邻苯二甲腈侧基的的芳香族二胺，其结构式为
权利要求
1.含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺，其特征在于结构式为
2.—种权利要求1所述含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺的合成方法，其特征在于原料包括4-硝基邻苯二甲腈或3-硝基邻苯二甲腈、化合物1、碳酸钾和高沸点溶剂，化合物I的结构式为如下
3.根据权利要求2所述含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺的合成方法，其特征在于所述高沸点溶剂为二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N，N- 二甲基甲酰胺、N, N- 二甲基乙酰胺中的一种。
4.根据权利要求2或3所述含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺的合成方法，其特征在于所述水为自来水或去离子水。
5.权利要求1所述含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺在制备聚酰亚胺中的应用，其特征在于原料包括权利要求1所述含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺、芳香族二酐、极性溶剂、脱水剂和沉淀剂，其中芳香族二酐与含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺的摩尔比为1:1，脱水剂与含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺的摩尔比为8 30 :1，极性溶剂的体积含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺和芳香族二酐的质量之和为10 1 2，所述体积的计量单位为mL，所述质量的计量单位为g ;在氮气保护和搅拌下将含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺和极性溶剂加入到反应容器中，待含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺完全溶解后，再加入芳香族二酐，在常压、室温下反应12 24h，反应时间届满后加入脱水剂，在常压、80 150°C下继续反应2 24h，反应结束后将反应液倒入沉淀剂中沉淀，然后过滤，并将所得滤饼真空干燥，即得含邻苯二甲腈侧基的聚酰亚胺。
6.根据权利要求5所述含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺在制备聚酰亚胺中的应用，其特征在于所述芳香族二酐为均苯四甲酸二酐、二苯醚二酐、联苯二酐、3，3’，4，4’-二苯酮四羧酸二酐、4，4-(六氟异丙基)二邻苯二甲酸酐中的一种；所述极性溶剂为二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N，N- 二甲基甲酰胺、N，N- 二甲基乙酰胺中的一种；所述沉淀剂为自来水、去离子水、甲醇、乙醇中的一种；所述脱水剂由乙酸酐和吡啶组成，乙酸酐与吡啶的摩尔比为1:1，或所述脱水剂由乙酸酐和三乙胺组成，乙酸酐与三乙胺的摩尔比为1:1，或所述脱水剂由乙酸酐和乙酸钠组成，乙酸酐与乙酸钠的摩尔比为1:1，或所述脱水剂由苯酐和吡啶组成，苯酐与吡啶的摩尔比为1:1，或所述脱水剂由三氟乙酸酐和三乙胺组成，三氟乙酸酐与三乙胺的摩尔比为1:1。
7.权利要求1所述含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺在制备聚酰胺中的应用，其特征在于原料包括权利要求1所述含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺、芳香族二甲酰氯、极性溶剂、缚酸剂和沉淀剂，其中芳香族二甲酰氯与含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺的摩尔比为1:1，缚酸剂与含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺的摩尔比为2 15:1，极性溶剂的体积含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺和芳香族二甲酰氯的质量之和为10:1 3，所述体积的计量单位为mL,所述质量的计量单位为g ；在氮气保护和搅拌下将含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺和极性溶剂加入到反应容器中，待含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺完全溶解后，再加入缚酸剂和芳香族二甲酰氯，于常压、-10 30°C反应4 24h，反应结束后，将反应液倒入沉淀剂中沉淀，然后过滤，并将所得滤饼真空干燥，即得含邻苯二甲腈侧基的聚酰胺。
8.根据权利要求7所述含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺在制备聚酰胺中的应用，其特征在于所述芳香族二甲酰氯为对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、2，6_萘二甲酰氯、联苯二甲酰氯、二苯醚二甲酰氯中的一种；所述极性溶剂为二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺中的一种；所述缚酸剂为吡啶、三乙胺、环氧丙烷中的一种；所述沉淀剂为自来水、去离子水、甲醇、乙醇中的一种。
9.权利要求1所述含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺在制备聚酰胺酰亚胺中的应用，其特征在于原料包括权利要求1所述含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺、芳香族三酸酐酰氯、脱水剂和沉淀剂，其中，芳香族三酸酐酰氯与含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺的摩尔比为I山脱水剂与含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺的摩尔比为8 30 :1，极性溶剂的体积含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺和芳香族三酸酐酰氯的质量之和为10 :1 2，所述体积的计量单位为mL,所述质量的计量单位为g ；在氮气保护和搅拌下将含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺和极性溶剂加入到反应容器中，待含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺完全溶解后，再加入芳香族三酸酐酰氯，于常压、-10 30°C反应4 12h后，加入脱水剂，于常压、60 120°C继续反应6 12h，反应结束冷却至室温后，将反应液倒入沉淀剂中沉淀，然后过滤，并将所得滤饼真空干燥，即得含邻苯二甲腈侧基的聚酰胺酰亚胺。
10.根据权利要求9所述含邻苯二甲腈侧基的芳香族二胺在制备聚酰胺酰亚胺中的应用，其特征在于所述芳香族三酸酐酰氯为偏苯三酸酐酰氯、4- (4- 二甲酰氯苯氧基)邻苯二甲酸酐、3- (4-二甲酰氯苯氧基)邻苯二甲酸酐、4- (3-二甲酰氯苯氧基)邻苯二甲酸酐、3-(3-二甲酰氯苯氧基)邻苯二甲酸酐中的一种；所述极性溶剂为二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺中的一种；所述沉淀剂为自来水、去离子水、甲醇、乙醇中的一种；所述脱水剂由乙酸酐和吡啶组成，乙酸酐与吡啶的摩尔比为1:1，或所述脱水剂由乙酸酐和三乙胺组成，乙酸酐与三乙胺的摩尔比为1:1，或所述脱水剂由乙酸酐和乙酸钠组成，乙酸酐与乙酸 钠的摩尔比为1:1。
全文摘要
一种含邻苯二甲腈侧基的的芳香族二胺，其特征在于结构式为上述结构式中R为CF3CCF3、CH3CCH3、O、CO、S中的一种。上述含邻苯二甲腈侧基的的芳香族二胺的制备方法，向反应容器中加入4-硝基邻苯二甲腈或3-硝基邻苯二甲腈、化合物1、碳酸钾、高沸点溶剂，在氮气保护下，室温反应10～24h，然后沉淀，过滤，干燥。含邻苯二甲腈侧基的的芳香族二胺可在制备聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺中的应用。
文档编号C08G73/10GK102993070SQ201210510919
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者杨刚, 曾科, 向首容, 武迪蒙 申请人:四川大学