專利名稱：一種二胺單體、其合成方法和由其制備的聚酰亞胺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含氟不對(duì)稱芳香醚結(jié)構(gòu)的二胺單體、其合成方法和由其制備的含氟聚酰亞胺。
背景技術(shù)：
聚酰亞胺(英文名為Polyimide，簡(jiǎn)稱PI)，是一種新型的高分子濕敏材料。其中芳香型聚酰亞胺(英文名為Aromatic heterocyclic polyimide)，憑借其具有更優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，良好的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度以及較低的介電常數(shù)，在眾多領(lǐng)域中得到廣泛運(yùn)用。 然而，大多數(shù)芳香型聚酰亞胺具有剛硬的骨架和較強(qiáng)分子鏈間相互作用的特點(diǎn)，使得其具有高的熔點(diǎn)或軟化溫度，并且在大多數(shù)有機(jī)溶劑中的溶解性差。這些都限制了其在許多前沿領(lǐng)域的應(yīng)用。目前，為了彌補(bǔ)這些不足，在設(shè)計(jì)和合成用于聚合反應(yīng)的新單體時(shí)，一般采用諸如在分子鏈上引入結(jié)構(gòu)較大的側(cè)基、柔性的醚鏈、多氟烷基團(tuán)、多氟烷氧基團(tuán)以及引入不對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元等方法，以得到性能優(yōu)異的聚酸亞胺。但是，由于合成PI的二胺和二酐形式多樣， 種類繁多，使得聚酰亞胺合成途徑及改性具有多樣性。因此，對(duì)PI進(jìn)行不同的改性研究，合成一種濕敏性能十分優(yōu)異的聚酰亞胺，成為人們的追求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種二胺單體、其制備方法和由其制備的聚酰亞胺，合成一種含氟不對(duì)稱芳香醚結(jié)構(gòu)的二胺單體，此二胺單體再與芳香二酐單體經(jīng)縮聚合成聚酰亞胺 (PI)，具有良好的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，有利于作為濕敏器件。本發(fā)明的二胺單體的化學(xué)名稱為4-(4-氨基苯氧基)-3-氟苯胺，結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1. 一種二胺單體，其特征在于二胺單體的化學(xué)名稱為4-(4-氨基苯氧基)-3-氟苯胺， 結(jié)構(gòu)式如下
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二胺單體的合成方法，其特征在于二胺單體的合成方法是通過以下步驟得到的一、合成2-氟-4-硝基-1-(4-硝基苯氧基)苯向裝有磁子、 溫度計(jì)和冷凝管的反應(yīng)器中依次加入2-氟-4-硝基苯酚、4-硝基氯苯、無水碳酸鉀和N， N- 二甲基甲酰胺，然后將反應(yīng)器置于120°C 160°C的油浴中，保溫?cái)嚢杌亓鞣磻?yīng)10 15 小時(shí)，得反應(yīng)后體系，然后將反應(yīng)后體系趁熱過濾，再向?yàn)V液中滴加5°C 15°C的蒸餾水直至無固體物質(zhì)析出，再用無水乙醇重結(jié)晶得到2-氟-4-硝基-1-(4-硝基苯氧基)苯，其中，2-氟-4-硝基苯酚和4-硝基氯苯的摩爾比為1 1，無水碳酸鉀和4-硝基氯苯的摩爾比為0. 8 1. 5 1，N，N- 二甲基甲酰胺體積與4-硝基氯苯的摩爾量的比例為0. 5 ImL Immol ；二、合成4-(4-氨基苯氧基)-3-氟苯胺向裝有磁子、溫度計(jì)和冷凝管的反應(yīng)器中加入步驟一制備的2-氟-4-硝基-1-(4-硝基苯氧基)苯、無水乙醇和Pd/C催化劑， 攪拌均勻得懸濁液，然后將懸濁液加熱至70V 90°C，再向懸濁液中滴加質(zhì)量百分濃度為 85%的水合胼溶液，然后在70。C 90°C的溫度下攪拌回流反應(yīng)8 12小時(shí)，得反應(yīng)后體系，然后將反應(yīng)后體系趁熱過濾，再將濾液減壓蒸餾至原體積的四分之一至六分之一，得濃縮液，再將濃縮液倒至5°C 15°C的水中得固體物質(zhì)，然后將固體物質(zhì)分離出來后清洗再干燥，得4-(4-氨基苯氧基)-3-氟苯胺二胺單體，完成二胺單體的合成方；步驟二中Pd/C 催化劑與步驟一制備的2-氟-4-硝基-1-(4-硝基苯氧基)苯的質(zhì)量比為0.03 0.05 1， 無水乙醇體積與步驟一制備的2-氟-4-硝基-1-(4-硝基苯氧基)苯質(zhì)量的比例為8 15mL lg，滴加的質(zhì)量百分濃度為85%的水合胼與步驟一制備的2-氟-4-硝基-1-(4-硝基苯氧基)苯的質(zhì)量比為1.5 2 1，Pd/C催化劑中Pd質(zhì)量占C質(zhì)量的5% 10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種二胺單體的合成方法，其特征在于步驟一中無水碳酸鉀和4-硝基氯苯的摩爾比為1. 1 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種二胺單體的合成方法，其特征在于步驟二中滴加水合胼溶液時(shí)控制滴加速率為0. 35mL/min 0. 60mL/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種二胺單體的合成方法，其特征在于步驟二中滴加水合胼溶液時(shí)控制滴加速率為0. 4mL/min 0. 55mL/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種二胺單體的合成方法，其特征在于步驟二中滴加水合胼溶液時(shí)控制滴加速率為0. 5mL/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種二胺單體的合成方法，其特征在于步驟二中Pd/C催化劑與步驟一制備的2-氟-4-硝基-1-(4-硝基苯氧基)苯的質(zhì)量比為0.04 1。
8.由如權(quán)利要求1所述的二胺單體制備的聚酰亞胺，其特征在于由二胺單體制備的聚酰亞胺的結(jié)構(gòu)式為
全文摘要
一種二胺單體、其合成方法和由其制備的聚酰亞胺，涉及一種含氟不對(duì)稱芳香醚結(jié)構(gòu)的二胺單體、其合成方法和由其制備的含氟聚酰亞胺。二胺單體結(jié)構(gòu)式為聚酰亞胺的結(jié)構(gòu)式為n＝100～500。合成方法是2-氟-4-硝基苯酚與4-硝基氯苯發(fā)生親核取代反應(yīng)得FNNB；將FNNB用Pd/C做催化劑，水合肼為還原劑得二胺單體。二胺單體與6FDA縮聚得到聚酰亞胺。二胺單體中引入醚基和含氟強(qiáng)疏水基，極性較弱，降低由其制備的聚酰亞胺的極性；進(jìn)而降低聚酰亞胺結(jié)晶度和剛性，改善其溶解性和吸水率。聚酰亞胺具芳香族結(jié)構(gòu)，提供了良好的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，有利于作為濕敏器件研制。
文檔編號(hào)C07C217/90GK102491911SQ20111039229
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者唐冬雁, 梁桃, 毛義武, 魏菁嫻 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)