一种采用磁性粒子感应加热制备可溶性聚酰亚胺的方法

摘要

一种采用磁性粒子感应加热制备可溶性聚酰亚胺的方法，本发明涉及可溶性聚酰亚胺的制备方法。本发明要解决现有制备可溶性聚酰亚胺时，可溶性聚酰亚胺前驱体-聚酰胺酸在酰亚胺环化过程中受外部热源加热不均带来的树脂性能不稳定，以及加热升温速率慢，亚胺化周期长的问题。制备方法：首先制备高磁响应聚酰亚胺/Fe₃O₄复合磁性纳米粒子，再将可溶性聚酰胺酸溶液、带水剂和高磁响应聚酰亚胺/Fe₃O₄复合磁性纳米粒子置于高频感应加热设备中加热反应，最后沉析，过滤，沉淀水洗，烘干。本发明主要用于一种采用磁性粒子感应加热制备可溶性聚酰亚胺的方法。

主权项

一种采用磁性粒子感应加热制备可溶性聚酰亚胺的方法，其特征在于一种采用磁性粒子感应加热制备可溶性聚酰亚胺的方法是按以下步骤进行：一、①、在氮气气氛、室温及搅拌条件下，向三颈瓶中加入高沸点极性溶剂和芳香二胺，反应0.5h～1h，再向三颈瓶中加入芳香二酐，反应1h～5h，然后向三颈瓶中加入叔胺，反应2h～3h，停止搅拌，得到反应液，在搅拌条件下，将反应液以2mL/s～10mL/s的速度滴入丙酮中，滴加完成后，继续搅拌1h～6h，然后静置3天～10天，得到含丝状物的静置液，将含丝状物的静置液中丝状物取出，在温度为20℃～30℃的真空烘箱中将丝状物烘干，得到聚酰胺酸胺盐；所述的芳香二胺与芳香二胺酐的摩尔比为1:(0.90～0.95)；所述的芳香二胺与叔胺的摩尔比为1:(1.90～2.10)；所述的芳香二酐和芳香二胺的总质量与高沸点极性溶剂的质量比为1:5；所述的芳香二胺为4,4’‑二氨基二苯醚、3,4’‑二氨基二苯醚、二(3‑氨基苯氧基)二苯甲酮或2‑(3‑氨基苯基)‑5‑氨基苯并噁唑；所述的芳香二酐为3,3,4’,4’‑联苯四羧酸二酐、3,3,4’,4’‑二苯醚四羧酸二酐或3,3,4’,4’‑二砜基四羧酸二酐；所述的叔胺为三乙基胺、三烷基叔胺和十二烷基二甲基叔胺中的一种或其中几种的混合物；所述的高沸点极性溶剂为N,N‑二甲基乙酰胺、N,N‑二甲基甲酰胺和N‑甲基吡咯烷酮中的一种或其中几种的混合物；②、在搅拌条件下，将聚酰胺酸胺盐置于水热反应釜中，并加入铁盐、聚乙二醇和乙二醇溶剂，反应5h～10h，然后将水热反应釜升温至温度为190℃～210℃，并在温度为190℃～210℃下保温3h～7h，再将水热反应釜自然冷却至室温，得到粗产物，采用外强磁铁将粗产物分离水洗3次～5次，并在温度为80℃～120℃下烘干，得到高磁响应聚酰亚胺/Fe₃O₄复合磁性纳米粒子；所述的聚酰胺酸胺盐与铁盐的质量比为10:(1～50)；所述的聚酰胺酸胺盐与聚乙二醇的质量比为10:(0.1～3.0)；所述的聚酰胺酸胺盐与乙二醇的质量比为10:(80～300)；所述的铁盐为六水合三氯化铁、四水合氯化亚铁和四水合硫酸亚铁中的一种或其中几种的混合物；所述的高磁响应聚酰亚胺/Fe₃O₄复合磁性纳米粒子中聚酰亚胺的结构通式为：所述的n为9～49；所述的R₁为‑O‑或所述的R₂为或所述的高磁响应聚酰亚胺/Fe₃O₄复合磁性纳米粒子中聚酰亚胺的结构通式为：所述的n为9～49；所述的R₂为二、将石棉布包裹的三颈瓶置于高频感应加热设备的加热环形线圈中，然后向三颈瓶内通氮气气氛，再向三颈瓶内加入可溶性聚酰胺酸溶液、带水剂和高磁响应聚酰亚胺/Fe₃O₄复合磁性纳米粒子，在搅拌速度为25rpm～100rpm，搅拌1h～5h，得到混合溶液；所述的可溶性聚酰胺酸溶液和带水剂的质量比为10:(2～4.8)；所述的高磁响应聚酰亚胺/Fe₃O₄复合磁性纳米粒子与可溶性聚酰胺酸溶液的质量比为(0.1～0.5):1；三、在交变磁场的频率为80kHz～200kHz的条件下，调节高频感应加热设备的输出功率使得混合溶液升温至120℃～145℃，并在温度为120℃～145℃下回流反应0.5h～1.5h，排出带水剂和水，再调节高频感应加热设备的输出功率使得混合溶液升温至146℃～164℃，升温至146℃～164℃后停止反应，得到反应后的溶液；四、关闭高频感应加热设备，将反应后的溶液降至室温，利用永磁铁将三颈瓶中高磁响应聚酰亚胺/Fe₃O₄复合磁性纳米粒子移出，得到移除磁性纳米粒子后的溶液，再将移除磁性纳米粒子后的溶液滴加到蒸馏水中，沉析1h～4h，过滤，沉淀水洗，最后在温度为130℃～140℃下烘干，得到可溶性聚酰亚胺；所述的可溶性聚酰亚胺结构通式为：所述的n为3～49；所述的R₁为：所述的R₂为：