專利名稱：一種長碳鏈半芳香族聚酰胺酰亞胺及其合成方法
技術領域：
本發明涉及材料科學領域，特別是一種長碳鏈半芳香族聚酰胺酰亞胺(PAIll)及其合成方法。
背景技術：
聚酰胺酰亞胺(PAI)是一種工程塑料，是具有重要的工業和商業價值的聚合物，傳統的PAI分子中同時具有耐熱的芳雜酰亞胺基團和柔性的酰胺基團，具有優良的耐熱性、 介電性、機械性能和化學穩定性，作為一種工程材料在許多領域得到應用。聚酰胺酰亞胺的分子主鏈上同時含有酰胺和酰亞胺兩種單元結構，具有聚酰亞胺的耐熱性能和聚酰胺的易加工性能，是一種具有良好耐熱性、高溫剛性、耐化學品性、尺寸穩定性及低吸水率的高性能工程塑料。
PAI常用于高技術設備的精密零件和耐磨要求高的場合，如無潤滑軸承、壓縮機零件，高溫、高真空、強輻射、超低溫條件下工作的產品，航空器部件、發動機零件，還可以制作電子和半導體工業的精密零件等。
傳統的PAI合成使用偏苯三酸酐(TMA)作為起始原料，聚合的方法采用以下幾種 C.:酰氯法；異氰酸酯法直接聚合法；+.;.:碳二亞胺脫水法，其中偏苯三酸酐酰氯與芳族二胺反應是合成PAI經典工藝。
近年來，隨著PAI合成技術的發展，高性能的PAI產品不斷出現，使其應用范圍不斷擴大。芳族聚酰胺酰亞胺是具有優異力學性能的聚合物，其包括非常穩定的芳環結構，具有優異的耐熱性和耐低溫性；在高溫條件下，具有優異的機械性能和尺寸穩定性；另外，其具有良好的耐磨和摩擦性能，突出的抗紫外線性能和抗高能輻射性能，固有的抗可燃性，但其缺點是難以通過熔融的途徑進行加工。目前，國內外專利文獻報道了許多聚酰胺酰亞胺的制備方法，如中國專利 201010279309. 0,200980128256. 8,200910096279. 7 等。相對于芳族聚酰胺酰亞胺，半芳香族聚酰胺酰亞胺更容易成型，其不但具有脂族聚酰胺的流動性優異特點，并且具有比脂族聚酰胺更好的力學和熱學性能。這種長碳鏈半芳香族聚酰胺酰亞胺(PAIll)的合成方法在國內外文獻中尚未見到有關報道。發明內容
本發明的目的之一是提供一種具有良好耐熱性、高溫剛性、耐化學品性、尺寸穩定性及低吸水率，可以用于機械、電氣/電子、汽車和航空航天等領域的長碳鏈半芳香族聚酰胺酰亞胺(PAI11)。
本發明的目的之二是提供一種長碳鏈半芳香族聚酰胺酰亞胺(PAIll)的合成方法，以填補國內現有技術的空白。
為了實現本發明的第一個目的，本發明提供了一種長碳鏈半芳香族聚酰胺酰亞胺 (PAI11)，其分子結構如下
權利要求
1. 一種長碳鏈半芳香族聚酰胺酰亞胺(PAI11)，其特征在于其分子結構如下
2.根據權利要求1所述的一種長碳鏈半芳香族聚酰胺酰亞胺(PAI11)，其特征在于其數均分子量在2000-100000之間，優選數均分子量為7000-30000。
3.根據權利要求1所述的一種長碳鏈半芳香族聚酰胺酰亞胺(PAI11)，其特征在于其熔融溫度在260-305°C之間。
4.一種長碳鏈半芳香族聚酰胺酰亞胺(PAIll)的合成方法，其特征在于它包括以下步驟 將干燥后的二胺單體、11-氨基十一酸、三個羧基基團的芳族化合物按一定摩爾比加入攪拌式聚合反應器中，加入少量的次亞磷酸鈉，抽真空l-30min后通惰性氣體l-30min， 如此循環1-20次，使反應物存在于惰性氣體保護下的環境中；.2.將反應器密閉加熱至130-170°C，控制攪拌速度為0-500r/min，在自身壓力的條件下，保溫保壓攪拌0. 5-24小時，放氣至常壓；-再將反應器加熱到260-320°C，控制攪拌速度為0-200r/min，恒溫后持續抽真空聚合反應I-M小時，保持反應器內真空度在IOkPa以下，反應結束。
5.根據權利4要求所述的一種長碳鏈半芳香族聚酰胺酰亞胺(PAIll)的合成方法，其特征在于選取的三個羧基基團的芳族化合物可以為1，2，4-偏苯三甲酸、1，2，4-偏苯三酸酐。
6.根據權利4要求所述的一種長碳鏈半芳香族聚酰胺酰亞胺(PAIll)的合成方法，其特征在于選取的二胺單體為直鏈脂族二胺如乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺、十一碳二元胺、十二碳二元胺、十三碳二元胺、十四碳二元胺等；支鏈脂族二胺如2-甲基六亞甲基二胺、2-甲基五亞甲基二胺、2，5- 二甲基六亞甲基二胺，2，2-二甲基五亞甲基二胺、5-甲基壬烷二胺、2，2，4-三甲基六亞甲基二胺、2，2，7，7-四甲基八亞甲基二胺。
7.根據權利4要求所述的一種長碳鏈半芳香族聚酰胺酰亞胺(PAIll)的合成方法，其特征在于合成的優選方案它包括以下步驟■將真空干燥后的二胺單體、11-氨基十一酸、三個羧基基團的芳族化合物按一定摩爾比加入攪拌式聚合反應器中，加入少量次亞磷酸鈉，抽真空2-15min后通氮氣2-15min， 如此循環4-8次，使反應物存在于氮氣保護下的環境中，控制反應器內系統壓力為 0. 1-0. 3MPa ；.2.將反應器密閉加熱至150-170°C，攪拌速度為100-300r/min，控制反應器內系統壓力為1. 1-1. 3MPa，保溫保壓攪拌1-3小時，緩慢放氣至常壓；5再將反應器加熱到^0-310°C，攪拌速度為25-lOOr/min，恒溫后持續抽真空聚合反應3-10小時，保持反應器內真空度在IOOPa以下，反應結束；出料時補充氮氣。
8.根據權利7所述的一種長碳鏈半芳香族聚酰胺酰亞胺(PAI11)，其特征在于所述的二胺單體優選為己二胺、壬二胺、癸二胺、十一碳二元胺、十二碳二元胺。
全文摘要
本發明涉及一種長碳鏈半芳香族聚酰胺酰亞胺(PAI11)及其合成方法，是采用三個羧基基團的有機化合物、二胺化合物以及11-氨基十一酸熔融聚合制備長PAI11。PAI11具有良好耐熱性、高溫剛性、耐化學品性、尺寸穩定性及低吸水率，可廣泛應用于機械、電子/電氣、汽車和航空航天等領域，其分子結構為本發明制備工藝簡便，聚合過程簡單易操作，能夠實現工業化生產，所用原料易得，具有綠色環保的特性，在聚合反應中不使用有機溶劑，對人體無危害，對環境無污染。
文檔編號C08G73/14GK102532545SQ201110449939
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月29日 優先權日2011年12月29日
發明者朱懷才, 王忠強 申請人:東莞市信諾橡塑工業有限公司