[发明专利]一种聚苯并咪唑聚合物的合成方法

说明书

本发明公开了一种聚苯并咪唑聚合物的合成方法，包括在三口烧瓶中加入四元胺盐酸盐和非质子性溶剂,在惰性气体保护下,加热搅拌使四元胺盐酸盐溶解，向三口烧瓶中加入间苯二乙酸和间苯二甲酸，倒入过量的水中析出预聚物,将预聚物放在碳酸氢钠溶液中浸泡，浸泡后的预聚物用去离子水洗，在真空干燥烘箱中干燥，获得干燥的聚苯并咪唑聚合物。本发明通过间苯二乙酸、间苯二甲酸和四元胺盐酸盐聚合制备的聚苯并咪唑性具有最佳的耐热性和加工型，同时，该合成方法对间苯二甲酸、间苯二乙酸以及四元胺盐酸盐的摩尔比例进行调整，使制备的聚苯并咪唑性聚合物分子刚性变小，更容易加工，从而使该方法合成的聚苯并咪唑性聚合物的应用范围更广。

技术领域

本发明涉及聚苯并咪唑聚合物的制备，具体为一种聚苯并咪唑聚合物的合成方法。

背景技术

聚苯并咪唑聚合物由于其在高温条件下具有优异的机械性能和介电常数受到广泛关注，同时由于聚苯并咪唑聚合物的不可燃烧性和防雾性能,聚苯并咪唑聚合物广泛用于航空航天、电子电气等领域。

专利申请号为201210246962.6的中国专利中公开了含吡啶环和柔性醚键的聚苯并咪唑树脂及其制备方法， 涉及一种功能高分子材料及其制备方法。 提供一种保持聚苯并咪唑高耐热性和抗氧化性能前提下，用溶液缩聚法合成一种主链上含有吡啶环和柔性醚键的聚苯并咪唑树脂，以改善其溶解和加工性能，并且可以提高磷酸负载量的含吡啶环和柔性醚键的聚苯并咪唑树脂及其制备方法。 配制甲磺酸和五氧化二磷的混合溶液，用氮气对PPMA溶液进行脱氧， 然后将芳香四元胺或其盐酸盐与芳香二元羧酸单体一起加入到PPMA溶液中， 升温反应；将得到的反应物直接倒入过量的去离子水中，洗涤，然后用碱的水溶液中和残存的PPMA溶液并最终水洗至中性， 最后干燥即得含吡啶环和柔性醚键的聚苯并咪唑树脂，该方法制造的聚苯并咪唑树脂无法达到较高的分子量，导致产品较脆，且引入醚键会对产品的热稳定性造成影响，使得该方法制造的产品在实际使用中受限很大。

目前，分子结构对聚苯并咪唑性能的影响成为聚苯并咪唑研究的特点，间苯二甲酸和间苯二乙酸以 3:1 的比例和联苯二胺反应所得 聚苯并咪唑具有最佳的耐热性和加工型，但因分子刚性较大，难以加工、无益于应用。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决现有技术中的制备的聚苯并咪唑聚合物分子刚性较大，难以加工、无益于应用的问题，而提出一种聚苯并咪唑聚合物的合成方法，其合成方法可获得具有较好的热稳定性以及溶解性的聚苯并咪唑聚合物。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种聚苯并咪唑聚合物的合成方法，该合成方法包括以下步骤：

（1）在三口烧瓶中加入四元胺盐酸盐和非质子性溶剂,在惰性气体保护下,加热搅拌使四元胺盐酸盐溶解；

（2）向步骤（1）中的三口烧瓶中加入间苯二乙酸和间苯二甲酸，间苯二乙酸和间苯二甲酸的摩尔量之和与三口烧瓶中的四元胺盐酸盐摩尔量相等，并于140-170°C下反应6-9个小时；

（3）将步骤（2）中的反应温度升至180-220°C，继续反应3-7个小时，获得粘稠反应溶液；

（4）将步骤（2）中制备的粘稠反应溶液倒入过量的水中析出预聚物,将预聚物放在碳酸氢钠溶液中浸泡40-60小时，浸泡后的预聚物用去离子水洗，在真空干燥烘箱中干燥20-30小时，获得干燥的聚苯并咪唑聚合物。

本发明的进一步技术改进在于：步骤（1）中所述非质子性溶剂为多聚磷酸，惰性气体选择氮气。

本发明的进一步技术改进在于：步骤（2）中所述间苯二乙酸和间苯二甲酸的摩尔比控制在:1-1.4：1，温度控制在145-155°C，反应时间控制在6.5-7.5个小时。

本发明的进一步技术改进在于：步骤（3）中所述反应温度升至190-205°C，继续反应4.5-6个小时。