[发明专利]具有侧链基团的聚酰亚胺以及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酰亚胺与其制备方法，且特别是一种具有侧链基团的聚酰亚胺与其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺（polyimide）为目前常见的工业塑料，其具有良好的机械性质、较高的玻璃转移温度以及较高的热裂解温度，因此常作为介电材料或者是黏着材料，被广泛的应用于半导体工业、光电产业以及机械工业上。然而，由于聚酰亚胺分子间作用力大，聚酰亚胺对于有机溶剂的溶解度差，连带降低了聚酰亚胺的可加工性。目前有许多针对聚酰亚胺性质的研究，希望能在维持一定热性质以及机械性质的条件下，增加聚酰亚胺分子的溶解度。

发明内容

本发明提供一种聚酰亚胺化合物，其具有侧链基团。

本发明提供一种聚酰亚胺化合物的制备方法，其用以制备上述聚酰亚胺化合物。

本发明提供一种具有侧链基团的聚酰亚胺化合物，其结构对称性以及排列规则性较低。所述侧链基团是选自下列基团所组成的群组的基团：具有至少一三级碳的α取代基的环烯类（cyclokene）、具有一三级碳的环烷类（cycloalkane）、具有至少一三级碳的环烯类、苯（phenyl）、α取代基的苯、萘（naphthalene）、α取代基的萘、蒽（anthracene）、α取代基的蒽、菲（phenanthrene）、α取代基的菲、α取代基的芳香烃衍生物、芳香烃衍生物、金刚烷（adamantane）、α取代基的金刚烷、钻石烷（diamantine）、α取代基的钻石烷。

本发明提供一种聚酰亚胺化合物的制备方法，用以制备上述的聚酰亚胺化合物。所述聚酰亚胺化合物的制备方法包括（I）在无水环境下，将二酸酐单体（dianhydride）、二胺单体（diamine）溶解于甲酚（cresol）之中，并进行搅拌，以形成聚酰胺酸（polyamic acid）化合物。（II）在聚酰胺酸化合物溶液中滴入5-10滴异构喹啉（isoquinoline），并进行加热回流，以形成聚酰亚胺化合物溶液。（III）将聚酰亚胺化合物溶液冷却，并加入乙醇中进行沉淀，以形成聚酰亚胺化合物固体析出。

综上所述，本发明提供一种具有侧链基团的聚酰亚胺化合物以及其制备方法。所述聚酰亚胺化合物具有大型的侧链基团，因此具有较低度的结构对称性以及排列规则性，以至于此种聚酰亚胺化合物的分子间极性作用力较低，对于各种溶剂具有较佳的溶解度。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利要求范围作任何的限制。

具体实施方式

本发明提供一种具有侧链基团的聚酰亚胺化合物（d），其通式结构如下：

侧链基团R以及R’为选自下列大型基团所组成的群组的基团：具有至少一三级碳之α取代基的环烯类、具有一三级碳的环烷、具有至少一三级碳的环烯类、α取代基的苯、苯、α取代基的萘、萘、α取代基的蒽、蒽、α取代基的菲、菲、α取代基的芳香烃衍生物、芳香烃衍生物、金刚烷、α取代基的金刚烷、钻石烷、α取代基的钻石烷。

根据上述具有侧链基团的聚酰亚胺化合物（d）的结构可知，本发明的具有侧链基团的聚酰亚胺化合物（d）具有大型的侧链基团R以及R’。大型的侧链基团R以及R’可以降低聚酰亚胺化合物的结构对称性以及排列规则性。须说明的是，以下所述的R以及R’为上述列举数种大型基团的其中之一，之后将不再重复赘述。

另外，具有侧链基团的聚酰亚胺化合物（d）是利用具有侧链基团的二胺单体（a）以及具有侧链基团的二酸酐单体（b）所制备而成。二胺单体（a）的制备方式包括三个主要步骤：形成对苯二酚化合物（hydroquinone compound）（a2）、双（4-硝基苯氧基）化合物（bis（4-nitrophenoxy）compound）（a3）以及形成二胺单体（a）。

形成对苯二酚化合物（a2）的步骤包括，在通氮气的情况下，将溴化合物（bromo compound）（a1）、对苯二酚以及苯（benzene）加入反应器，例如是三口瓶，进行加热回流（recirculate）3-4天。须说明的是，通氮气是为了避免空气以及水气对反应造成不必要的影响。另外，加热回流的反应温度大约为苯的沸点80-85°C。待反应完成后，会形成对苯二酚化合物（a2）固体析出，并且可以直接利用过滤的方式取得对苯二酚化合物（a2）固体。溴化合物（a1）的通式结构如下：

而对苯二酚化合物（a2）的通式结构如下：