聚酰胺-酰亞胺共聚膜以及制備聚酰胺-酰亞胺共聚物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚酰胺-酰亞胺共聚膜以及制備聚酰胺-酰亞胺共聚物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚酰亞胺膜具有優(yōu)良的熱性能和機械性能。因此，隨著對高溫材料需求的增加，近 來已經(jīng)需要使用聚酰亞胺膜。但是，因為它們比較昂貴，聚酰亞胺膜的使用受到限制。
[0003] 特別地，近來，在顯示器領(lǐng)域，具有優(yōu)良的熱性能和機械性能以及光學性能的聚酰 亞胺膜已經(jīng)吸引了相當多的注意。
[0004] 因此，隨著對具有優(yōu)良的熱性能和機械性能以及光學性能并且更便宜的聚酰亞胺 膜的需求的增加，已經(jīng)試圖將聚酰胺與構(gòu)成聚酰亞胺膜主要材料的聚酰亞胺混合或者將聚 酰胺與聚酰亞胺共聚。
[0005] 但是，目前，在市場上還沒有能夠滿足光學性能以及熱性能和機械性能的聚酰 胺-酰亞胺共聚膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 技術(shù)問題
[0007] 因此，做出了本發(fā)明以解決上述問題，且本發(fā)明的一個目的是提供一種具有優(yōu)良 的熱性能、機械性能和光學性能的聚酰胺-酰亞胺共聚膜，以及一種制備聚酰胺-酰亞胺共 聚物的方法。
[0008] 技術(shù)方案
[0009] 為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的一個方面，提供一種聚酰胺-酰亞胺共聚膜，其包括 由TFDB(2,2'-二-三氟甲基_4,4'_聯(lián)苯二胺）衍生的單元結(jié)構(gòu)、由6FDA(4,4'-(六-氟 異亞丙基）二鄰苯二甲酸酐）衍生的單元結(jié)構(gòu)和由TPC(對苯二甲酰氯，1，4-苯二甲酰氯） 衍生的單元結(jié)構(gòu)共聚而成的共聚物樹脂。
[0010] 本發(fā)明的另一方面，提供一種制備聚酰胺-酰亞胺共聚物的方法，包括以下步驟： 將TFDB與6FDA進行溶液反應以制備第一聚合物，然后將第一共聚物與TPC進行溶液反應 以制備聚酰胺酸；并在亞胺化催化劑存在下進將該聚酰胺酸進行亞胺化。
[0011] 有益效果
[0012] 本發(fā)明提供一種具有優(yōu)良的熱性能、機械性能和光學性能的聚酰胺-酰亞胺共聚 膜，以及一種制備聚酰胺-酰亞胺共聚物的方法。
【附圖說明】
[0013] 從下面結(jié)合附圖的詳細描述中，將會更加清楚的理解本發(fā)明的上述及其他目的、 特征和其他優(yōu)點，其中，
[0014] 圖1是曲線圖，示出了本發(fā)明的實施例所述的聚酰胺-酰亞胺共聚物的GPC-RI分 析結(jié)果。
【具體實施方式】
[0015] 本發(fā)明提供一種聚酰胺-酰亞胺共聚膜，其包括由TFDB(2, 2'-二-三氟甲 基-4, 4' -聯(lián)苯二胺）衍生的單元結(jié)構(gòu)、由6FDA(4, 4' -(六-氟異亞丙基）二鄰苯二甲酸 酐）衍生的單元結(jié)構(gòu)和由TPC(對苯二甲酰氯，1，4-苯二甲酰氯）衍生的單元結(jié)構(gòu)共聚而成 的共聚物樹脂。此處，所述共聚物樹脂的重均分子量為10, 〇〇〇?400, 000。
[0016] 也就是說，本發(fā)明所述的聚酰胺-酰亞胺共聚膜包括：由TFDB衍生的單元結(jié)構(gòu)和 由TPC衍生的單元結(jié)構(gòu)的聚合物作為聚酰胺成分；以及由TFDB衍生的單元結(jié)構(gòu)和由6FDA 衍生的單元結(jié)構(gòu)的聚合物作為聚酰亞胺成分。在聚酰胺-酰亞胺共聚膜中，聚酰胺成分和 聚酰亞胺成分都包括TFDB作二胺類單元結(jié)構(gòu)。因為這個原因，聚酰亞胺成分具有較高的玻 璃轉(zhuǎn)化溫度并呈現(xiàn)優(yōu)良的光學性能和較高的溶解度，并且聚酰胺成分具有較低的熱膨脹系 數(shù)并呈現(xiàn)優(yōu)良的機械性能，由此制備具有優(yōu)良耐熱性的透明膜。
[0017] 進一步地，聚酰胺成分和聚酰亞胺成分彼此共聚，因此，聚酰亞胺成分的優(yōu)良的熱 性能和機械性能與聚酰胺成分的優(yōu)良的光學性能結(jié)合在一起，從而，聚酰胺-酰亞胺共聚 物可以表現(xiàn)出單一共聚物的特征。
[0018] 此處，共聚物樹脂可以通過由TFDB衍生的單元結(jié)構(gòu)、由6FDA衍生的單元結(jié)構(gòu)和由 TPC衍生的單元結(jié)構(gòu)以摩爾比1:0. 2?0. 8:0. 8?0. 2進行共聚制備，以便每種聚酰胺成分 和聚酰亞胺成分的特征可以顯著表現(xiàn)。更優(yōu)選地，共聚物樹脂可以通過由TFDB衍生的單元 結(jié)構(gòu)、由6FDA衍生的單元結(jié)構(gòu)和由TPC衍生的單元結(jié)構(gòu)以摩爾比1:0. 3?0. 7:0. 7?0. 3 進行共聚制備，以便聚酰胺成分的光學性能和聚酰亞胺成分的熱性能和機械性能可以最佳 化。
[0019] 當由TPC衍生的單元結(jié)構(gòu)的摩爾比小于0. 2時，其熱性能略有提高，因此，很難顯 現(xiàn)聚酰胺成分的特征。進一步地，當其摩爾比大于0. 8時，在單元結(jié)構(gòu)的聚合過程中不能容 易地控制聚合度，從而很難制備出呈現(xiàn)一致性能的材料。因此，當由TPC衍生的單元結(jié)構(gòu)的 摩爾比小于0. 3?0. 7時，聚酰胺成分和聚酰亞胺成分的物理性能可以一致的呈現(xiàn)，從而聚 酰胺-酰亞胺共聚物可以呈現(xiàn)優(yōu)化的熱性能、機械性能和光學性能。
[0020] 進一步地，本發(fā)明提供一種制備聚酰胺-酰亞胺共聚物的方法，包括以下步驟：將 TFDB與6FDA進行溶液反應以制備第一聚合物，然后將該第一共聚物與TPC進行溶液反應以 制備聚酰胺酸；以及在亞胺化催化劑存在下進將聚酰胺酸進行亞胺化。
[0021] 也就是說，在所述制備聚酰胺-酰亞胺共聚物的方法中，在制備聚酰胺酸的過程 中，使TFDB和6FDA進行溶液反應以聚合聚酰亞胺成分，然后，加入TPC以聚合聚酰胺成分。 也就是說，將聚酰亞胺成分聚合，然后將聚合的聚酰亞胺成分與聚酰胺成分共聚。
[0022] 當首先聚合聚酰胺成分時，因為聚合的聚酰胺成分的粘度迅速增大，聚合的聚酰 胺成分不能與后面引入的聚酰亞胺成分均勻反應，并且，由于聚酰胺成分的溶解度低于聚 酰亞胺成分的溶解度，制備的聚酰胺酸溶液變白且渾濁而引起相分離。因此，首先聚合聚酰 亞胺成分是有利的。
[0023] 在制備聚酰胺酸的過程中，進行TFDB與6FDA的溶液反應使得TFDB :6FDA的摩爾 比為lOOmol% :Xmol%，并且進行第一聚合物與TPC的溶液反應使得第一聚合物：TPC的摩 爾比為 lOOmol% :100 - Xmol% (X 為 20 ?80,優(yōu)選 30 ?70)。
[0024] 此處，在聚酰胺酸的亞胺化過程中，亞胺化催化劑可以是通常使用的亞胺化催化 劑，并且吡啶和乙酸酐可以一起使用。
[0025] 本發(fā)明所述的聚酰胺_酰亞胺共聚膜可以使用本發(fā)明所述的制備聚酰胺_酰亞胺 共聚物的方法得到的聚酰胺_酰亞胺共聚物通過常規(guī)聚酰亞胺膜的形成方法來制備。
[0026] 在下文中，將參照下述實施例詳細描述本發(fā)明。此處，列舉這些實施例來解釋本發(fā) 明，并且本發(fā)明的范圍并不限于此。
[0027] 〈實施例1>
[0028] 聚酰胺-酰亞胺共聚物的制各
[0029] 向裝備有攪拌器、氮氣注入口、滴液漏斗、溫控儀和冷卻器的1.5L反應器內(nèi)加 入812gN，N-二甲基乙酰胺（DMAc)，同時向反應器內(nèi)通入氮氣，并將反應器的溫度設置為 25°C。之后，將64. 046 (0. 2mol) TFDB溶解在DMAc中得到第一溶液，并且將第一溶液的溫度 維持在25°C。之后，向第一溶液中加入71. 08g(0. 16mol)6FDA，然后攪拌1小時進行溶解和 反應來得到第二溶液。在這種情況下，第二溶液的溫度維持在25°C。然后，向第二溶液中加 入8. 1208g(0.04mol)TPC，得到固體含量為15wt%的聚酰胺酸溶液。
[0030] 之后，在室溫下攪拌聚酰胺酸溶液2小時，然后，向攪拌的聚酰胺酸溶液中加入 27. 8g吡啶和35. 9g醋酸酐，攪拌30分鐘，在80°C下進一步攪拌1小時，然后冷卻至室溫。 之后，將得到的溶液緩慢滴入裝有20L甲醇的容器內(nèi)，得到固體沉淀。最后，對固體沉淀進 行過濾、粉碎并在真空、100°C下干燥6小時，得到128g固體粉末狀聚酰胺-酰亞胺共聚物。
[0031] 測量這種方法得到的聚酰胺-酰亞胺共聚物的重均分子量，測得其重均分子量為 170, 000。圖1是曲線圖，示出了聚酰胺-酰亞胺共聚物的GPC-RI分析結(jié)果。參照圖1，根 據(jù)在圖1的曲線圖中用④表示的出現(xiàn)的單峰，可以看出，反應物被合成為共聚物。
[0032] 聚酰胺-酰亞胺共聚臘的制各
[0033] 將128g固體粉末狀聚酰胺-酰亞胺共聚物溶解在512g N，N_二甲基乙酰胺 (DMAc)中，得到20wt %的溶液。將得到的溶液涂到不銹鋼板上，澆