[发明专利]嵌段型聚酰胺酸溶液的制备方法

说明书

本发提供了一种嵌段型聚酰胺酸溶液的制备方法，主要解决现有技术中制备的聚酰胺酸溶液不稳定、不均匀、黏度不可控，进一步加工制成的聚酰亚胺产品的热学、力学以及光学等综合性能差的问题，通过采用一种嵌段型聚酰胺酸溶液的制备方法的特征在于：(1)使用二胺单体M₁与二酐单体N₁制备一种胺过量的聚酰胺酸溶液A；(2)使用二胺单体M₂与二酐单体N₂制备一种酐过量的聚酰胺酸溶液B；(3)将A、B两种溶液按一定比例混合均匀即得到嵌段型聚酰胺酸溶液；其中溶液A的二酐与二胺的摩尔比为0.80～0.99，溶液B的二酐与二胺的摩尔比为1.01～1.25的技术方案，较好地解决了该问题，可用于聚酰亚胺产品的工业化生产中。

技术领域

本发明涉及一种嵌段型聚酰胺酸溶液的制备方法，通过该方法制备的聚酰胺酸溶液粘度均匀、可控，使用该溶液加工制备的聚酰亚胺产品的热学、力学、光学等综合性能好。

背景技术

聚酰亚胺是指主链含有酰亚胺环的一类芳杂环聚合物，是综合性能最好的高分子材料之一。除具有优异的耐热性能外，聚酰亚胺还具有突出的耐低温性(-269℃液氦下不脆断)、极好的耐辐照性能以及优秀的力学性能、耐化学腐蚀性能和介电性能等。能够以薄膜、纤维、泡沫、工程塑料或复合材料等形式，广泛用于航空航天、微电子、太阳能电池、高温过滤、机械、分离膜以及OLED等领域。。

聚酰亚胺主链上大量酰亚胺环和芳香环的结构决定了其难溶难熔的特点，导致难以加工成型，从而严重影响其应用价值。为解决这个难题，通常先合成聚酰亚胺的前体——聚酰胺酸溶液，将聚酰胺酸溶液加工成型后，再通过热亚胺化等方式制得聚酰亚胺材料。因此，高品质的聚酰胺酸溶液是制备高质量聚酰亚胺材料的先决条件。

聚酰胺酸通常由二酐单体和二胺单体在非质子极性溶剂中低温缩聚而成。传统的方法是将一种或几种二胺单体溶解于非质子极性溶剂中，再将粉末状的一中或几种二酐单体加入上述溶液来制备聚酰胺酸溶液。

上述方法存在两点不足：一是单一的二胺和二酐单体制备的产品综合性能难以平衡，比如刚性较强的单体制备的产品的耐热性更好、强度更高但光学透过性和韧性不足，而极性更强的或拥有大侧基结构的单体制备的产品光学透过性更好但是耐热性能和尺寸稳定性等不足等等；二是当超过一种的二胺单体和二酐单体聚合时共聚结构不可控，造成最终产品性能的不稳定，难以满足高端领域的使用要求。

发明内容

基于以上背景技术内容，本发明所要解决的技术问题就是现有技术中制备的聚酰胺酸溶液不稳定、不均匀、黏度不可控，进一步加工制成的聚酰亚胺产品的热学、力学以及光学等综合性能差的问题，提供一种结构可控的嵌段型聚酰胺酸溶液的制备方法，该方法制备的聚酰胺酸溶液稳定、均匀、黏度可控，进一步加工制成的聚酰亚胺产品的热学、力学以及光学等综合性能优异。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种嵌段型聚酰胺酸溶液的制备方法，包括制备胺过量的聚酰胺酸溶液A和酐过量的聚酰胺酸溶液B的步骤，以及将聚酰胺酸溶液A、聚酰胺酸溶液B混合得到所述嵌段型聚酰胺酸溶液的步骤；其中，所述聚酰胺酸溶液A的二酐与二胺单元的摩尔比为0.80～0.99，所述聚酰胺酸溶液B的二酐与二胺单元的摩尔比为1.01～1.25；所述嵌段型聚酰胺酸溶液中含有的聚酰胺酸溶液A中聚合物重复单元的摩尔数与含有的聚酰胺酸溶液B中聚合物重复单元的摩尔数之比为1:20～20:1。

上述技术方案中，所述嵌段型聚酰胺酸溶液中的二酐与二胺单元的摩尔比优选为0.95～1.05。

上述技术方案中，所述聚酰胺酸溶液A中聚合物重复单元数的平均值与聚酰胺酸溶液B中聚合物重复单元数的平均值独立选自5～1000之间。

上述技术方案中，所述制备方法优选包括如下步骤：

(1)将二胺单体M₁溶于非质子极性溶剂中，得到二胺溶液1；