[发明专利]一种含有大体积侧基的共聚型聚亚胺动态高分子薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种含有大体积侧基的共聚型聚亚胺动态高分子薄膜的制备方法，选择了带有大体积侧基的不同种类芳香族二元胺，以及对苯二甲醛(TA)、交联剂三(2‑氨基乙基)胺(TERN)为原料；包括以下步骤：S1、将对苯二甲醛完全溶解在有机溶剂中，然后将至少一种带有大体积侧基的芳香族二元胺单体加入后充分搅拌反应，得到醛基封端的芳香族聚亚胺预聚体；S2、在步骤S1得到的预聚体中加入含有至少三官能团的交联剂单体，搅拌反应得到含有大体积侧基的动态共价交联聚亚胺体系；S3、将步骤S2得到的动态共价交联聚亚胺体系进行溶剂蒸发和真空干燥处理；本发明通过设计合成含有大体积侧基的共聚型聚亚胺薄膜，反应步骤简单、无需催化剂，可实现高性能、自修复，以及循环回收的动态高分子树脂体系。

技术领域

本发明属于动态高分子材料的合成技术领域，具体涉及一种含有大体积侧基的共聚型聚亚胺动态高分子材料的制备。

背景技术

传统的热固性高分子树脂分子内部是交联网络结构，展现出优异的热性能、机械强度以及耐化学性等，从而可制备成胶粘剂、涂料、树脂基体等，被广泛地应用于航空航天、电子电器以及机械制造等领域。然后，由于热固性高分子不溶解不熔融的特性，导致其难以再循环回收利用，同时需要消耗大量化石资源，也给生态环境带了负面影响。值得一提的是，动态共价键的引入赋予了高分子交联网络流动、回收等新特性。含有动态共价键的热固性树脂，由于在热、光、酸碱性等外界刺激下，交联网络的拓扑结构会发生改变同时交联网络的总体交联密度不变，因此为解决此类问题提供了有潜力和实用价值的研究方案。

聚亚胺是一类重要的动态高分子材料，其动态化学键—亚胺键是高活性的可逆共价键，具有亚胺缩合/水解、结合交换，以及复分解三种交换方式。已报道的经典聚亚胺树脂体系一般采用脂肪族的二胺单体进行反应，生成产物的机械性能、耐温性不够突出，从而给其在高技术领域的应用鲁棒性蒙上了阴影。由于聚亚胺网络体系的高性能和动态回收性能之间的矛盾性，因此，设计构建既具有高机械性能，又具有良好的动态回收效果的热固性聚亚胺，对“双碳”经济和国民经济发展具有重大意义。研究表明，π-π共轭互作在生物组织如多肽、蛋白质、脱氧核糖核酸的芳香族侧基中也能很好实施，并且生物组织也具有很好地自愈合性能。受此启发，本发明引入含有大体积侧链的芳香族二胺进行共聚反应，从而制备新型的聚亚胺交联网络体系。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种含有大体积侧基的共聚型聚亚胺动态高分子材料的制备方法，主要利用Schiff反应制备含有交联网络结构的聚亚胺树脂材料。

为了实现上述目的，获得比现有聚亚胺树脂材料性能更为优异的制备工艺，本发明在原有聚亚胺体系的基础上做出改进，选择含有大体积侧基结构的芳香族二胺单体作为反应单体。

本发明所述的一种含有大体积侧基的共聚型聚亚胺动态高分子材料的制备工艺分三步如下：

步骤S1：在一定气氛和一定温度下，在反应釜中，将对苯二甲醛TA完全溶解在有机溶剂中，然后将至少一种带有大体积侧基的二元胺单体A加入后充分搅拌反应一定时间，基于氨基和醛基的高反应活性，得到醛基封端的芳香族聚亚胺预聚体。

步骤S2：在步骤S1得到的预聚体中加入含有至少三个胺基官能团的交联剂单体B，搅拌反应得到含有大体积侧基的动态共价交联聚亚胺体系，倒入敞口容器中。其中，所述的对苯二甲醛TA、大体积侧基的二元胺单体A、交联剂单体B物质的量关系为：2n_TA=2n_A+3n_B.

步骤S3：将步骤S2得到的动态共价交联聚亚胺体系及其敞口容器，在鼓风烘箱中进行溶剂蒸发、在真空烘箱中进行充分后交联处理，得到共聚型聚亚胺树脂薄膜。

其中步骤S1中所述的一定气氛为氮气、氩气、氧气或空气的一种或几种混合；所述的一定温度为0~80 ℃；所述的一定时间为0~12 h。