聚酰胺酰亚胺材料的合成与应用进展_姜曼

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1、第４２卷第６期化工新型材料Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．６２０１４年６月ＮＥＷＣＨＥＭＩＣＡＬＭＡＴＥＲＩＡＬＳ·１９７·欍欍欍欍欍欍欍欍欍氥氥欍欍开发与应用欍欍氥氥欍欍欍欍欍欍欍欍欍聚酰胺酰亚胺材料的合成与应用进展姜曼蔡豪坤董坚＊（１．宁波大学材料科学与化学工程学院，宁波３１５２１１；２．绍兴文理学院化学化工学院，绍兴３１２０００）摘要介绍了近年来聚酰胺酰亚胺（ＰＡＩ）的合成与应用研究进展。新型芳香族ＰＡＩ因其优异的耐热性能，在耐高温材料领域有独特的应用价值。ＰＡＩ具有良好的纺丝性能，可作为一种新型的耐热纺

2、织纤维。在气体或液体分离技术中，ＰＡＩ膜也有突出的发展。用生物质资源制备的ＰＡＩ可形成生物吸收性良好的药物载体，而脂肪族ＰＡＩ水解为聚酰胺后对金属离子具有较高的螯合吸附能力。关键词聚酰胺酰亚胺，合成，纤维，分离膜Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙ（ａｍｉｄｅｉｍｉｄｅ）ｍａｔｅｒｉａｌｓＪｉａｎｇＭａｎＣａｉＨａｏｋｕｎＤｏｎｇＪｉａｎ（１．ＦａｃｕｌｔｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｉｎｇｂｏＵｎｉ

3、ｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎｉｎｇｂｏ３１５２１１；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｏｘｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｏｘｉｎｇ３１２０００）ＡｂｓｔｒａｃｔＲｅｃｅｎｔａｄｖａｎｃｅｓｉｎｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｐｏｌｙ（ａｍｉｄｅｉｍｉｄｅ）（ＰＡＩ）ｍａｔｅｒｉａｌｓｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ．ＮｏｖｅｌｔｙｐｅｓｏｆａｒｏｍａｔｉｃＰＡＩｓｈａｄｕｎｉｑｕｅｖａｌｕｅｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｅｘｃｅｌｌｅｎ

4、ｔｔｈｅｒｍａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．ＰＡＩｓｗｅｒｅｓｐｉｎｎａｂｌｅａｎｄｕｓｅｄａｓｆｉ－ｂｅｒｓｆｏｒｆａｂｒｉｃｓ．ＰｒｏｍｉｎｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｈａｓａｌｓｏｂｅｅｎａｃｈｉｅｖｅｄｉｎｔｈｅＰＡＩｍｅｍｂｒａｎｅｓｆｏｒｇａｓａｎｄｌｉｑｕｉｄｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｂｉｏ－ｂａｓｅｄＰＡＩｍａｔｅｒｉａｌｓｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓｂｉｏｒｅｓｏｒｂａｂｌｅｄｒｕｇｃａｒｒｉｅｒｓ．ＡｌｉｐｈａｔｉｃＰＡＩｓｃａｎｂｅｈｙｄｒ

5、ｏｌｙｚｅｄｔｏｐｏｌｙａｍｉｄｅｓｗｉｔｈｈｉｇｈｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｆｏｒｍｅｔａｌｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｐｏｌｙ（ａｍｉｄｅｉｍｉｄｅ），ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ｆｉｂｅｒ，ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ，ｍｅｍｂｒａｎｅ聚酰胺酰亚胺（ＰＡＩ）通常是由耐热的酰亚胺环和柔性的酰胺基团有规则交替排列的一种热塑性树脂，具有优良的耐热性、介电性、机械性能和化学稳定性等，可用作耐热涂料、电［１－４］。绝缘材料、液晶材料和纳米复合材料等１ＰＡＩ的合成方法ＰＡＩ的合成方法中，较经典的是酰

6、氯路线法和二异氰酸酯路线法，前者由偏苯三酸酰氯或其衍生物与二胺反应，后者由偏苯三酸酐（ＴＭＡ）与二异氰酸酯在强极性溶剂中反应，可避免前者需排放氯化氢废气的缺点。近年来，两步法的合成路线较常见，又称为“二胺＋ＴＭＡ＋二胺两步法”。图１［５］Ｈｓｉａｏ等先用含二苯氨基的二胺与ＴＭＡ反应，得到含酰亚胺基团的二元酸，再与各种二胺聚合，得到不同的ＰＡＩ基三氟甲苯合成出２－２’－硫代双－［４－甲基（２－三氟甲基）（４－氨基（见图１）。示意图１的第２步中，适合该制备路线的ＮＨ２－Ａｒ－苯氧基）苯基醚］（化合物Ｄ

7、Ａ，见示意图２），这是含－ＣＦ３和硫ＮＨ２是多种对位的芳香二胺。这些可溶性ＰＡＩ的玻璃化转醚键的二胺，它和ＴＭＡ通过缩聚反应可得到含酰亚胺基团的变温度Ｔｇ在２５９～３１４℃范围内，在氮气或空气中失重１０％的二元酸（ＤＩＤＡ）。接着，以亚磷酸三苯酯、吡啶和ＬｉＣｌ为脱水热分解温度Ｔｄ超过５３０℃。缩合剂，ＤＩＤＡ和各种芳香族二胺直接缩聚即可制备出一系列按照该两步法的路线，Ｓｈｏｃｋｒａｖｉ等［６］也从合成特殊结构新型的ＰＡＩ（见图２）。该方法产率高，产品在有机溶剂中溶的芳香二胺出发，先用２－２’－硫

8、代－双（４－甲基苯酚）和２－氯－５－硝解性好，折射率低且具有良好的热稳定性，Ｔｇ在１９５～２４５℃基金项目：国家自然科学基金（２０９７４０６３）；浙江省自然科学基金（ＬＹ１２Ｅ０３００１）作者简介：姜曼（１９８９－），女，硕士研究生，研究方向为功能高分子材料等。联系人：董坚。·１９８·化工新型材料第４２卷之间，Ｎ２中失重１０％的分解温度Ｔｄ超过４８５℃。元酸单体４，４’－偏苯三酰亚胺－３’’，４’’－二甲基苯胺（ＴＤＴ，见［７］图３），最后ＴＤＴ与各种二胺直接缩聚即可制备出一系列新