СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИИМИДОВ Советский патент 1996 года по МПК C08G73/10 

Изобретение относится к химии высокотермостойких полимеров полиимидов, применяющихся в различных областях техники в качестве термостойких материалов с хорошими физико-механическими свойствами.

С целью исключения токсичных растворителей из технологического цикла получения полиимидов, улучшения экологичости процесса и расширения ассортимента полиимидов предлагается способ получения полиимидов высокотемпературной одностадийной поликонденсацией диангидридов тетракарбоновых кислот с диаминами. Процесс проводят путем нагревания смеси диамина и диангидрида в среде расплава ароматической кислоты или смеси кислот при температурах 110-180^oC. После окончания поликонденсации кислоту (или смесь кислот) удаляют экстракцией. При этом возможна регенерация и повторное использование как кислот, используемых в качестве среды, так и растворителей, применяемых для их отмывки. Поскольку карбоновые кислоты являются катализаторами при синтезе полиимидов, способ дает возможность получать полиимиды на основе малореакционных мономеров в достаточно мягких условиях.

П р и м е р 1. В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой и отводной трубкой для инертного газа загружают 0,65 г м-фенилендиамина, 3,14 г диангидрида 2,2-бис(3,4-дикарбоксифеноксифенил)-пропана, 26 г бензойной кислоты. Смесь нагревают при перемешивании 1 ч при 140^oC. Затем реакционную смесь экстрагируют в аппарате Сокслета ацетоном. Выход полиимида количественный, логарифмическая вязкость при 25^oC (η log) 0,71 дл/г (0,5 г полимера в 100 мл N-метилпирролидона).

Строение полиимида подтверждается данными ИК-спектроскопии: в спектрах наблюдаются полосы поглощения, характерные для полиимидов при 1780, 1380, 725 и 610 см^-1.

П р и м е р 2. В условиях, описанных в примере 1, получают полиимид из м-фенилендиамина и диангидрида 2,2-бис(3,4-дикарбоксифеноксифенил)пропана в среде о-метоксибензойной кислоты при 120^oC в течение 1 ч. Выход полиимида количественный, h log 0,78 дл/г (0,5 г полимера в 100 мл N-метилпирролидона).

П р и м е р 3. В условиях, описанных в примере 1, получают полиимид из 4,4'-диаминотрифениламина и диангидрида 3,3',4,4'-бензофенонтетракарбоновой кислоты в среде смеси бензойной и о-хлорбензойной кислот (3:1 по массе, температура плавления 93^oC) при 110^oC в течение 30 мин. Выход полиимида количественный, h log 0,94 дл/г (0,5 г полимера в 100 мл N-метилпирролидона).

П р и м е р 4. В условиях, описанных в примере 1, получают полиимид из 2,6-диаминопиридина и диангидрида 3,3',4,4'-дифенилоксидтетракарбоновой кислоты в среде смеси бензойной и о-хлорбензойной кислот (1:1 по массе, температура плавления 90^oC) при 110^oC в течение 1 ч. Выход полиимида количественный, h log 0,46 дл/г (0,5 г полимера в 100 мл серной кислоты).

П р и м е р 5. В условиях, описанных в примере 1, получают полиимид из 4,4'-диаминотрифениламина и диангидрида 1,2,3,4-мезобутантетракарбоновой кислоты в среде смеси бензойной и о-хлорбензойной кислот (1:5 при 120^oC в течение 1 ч. Выход полиимида количественный, h log 0,55 дл/г (0,5 г полимера в 100 мл N-метилпирролидона).

П р и м е р 6. В условиях, описанных в примере 1, получают полиимид из м-фенилендиамина и диангидрида 2,2-бис(3,4-дикарбокасифеноксифенил)пропана в среде 1-нафтойной кислоты при 165^oC в течение 1 ч. Выход полиимида количественный, h log 0,80 дл/г (0,5 г полимера в 100 мл N-метилпирролидона).

П р и м е р 7. В условиях, описанных в примере 1, получают полиимид из 4,4'-диаминодифенилсульфона и диангидрида 2,2-бис(3,4-дикарбоксифенокасифенил)пропана в среде смеси бензойной и о-бензолбензойной кислот (6:1 по массе, температура плавления 90^oC) при 110^oC в течение 1 ч. Выход полиимида количественный, h log 0,50 дл/г (0,5 г полимера в 100 мл N-метилпирролидона).

П р и м е р 8. В условиях, описанных в примере 1, получают полиимид из гексаметилендиамина и диангидрида 3,3',4,4'-дифенилоксидтетракарбоновой кислоты в среде м-нитробензойной кислоты при 150^oC в течение 1 ч. Выход полиимида количественный h log 0,64 дл/г (0,5 г полимера в 100 мл серной кислоты).

П р и м е р 9. В условиях, описанных в примере 1, получают полиимид из 4,4'-диаминодифенилоксида и пиромеллитового диангидрида в среде смеси бензойной и о-хлорбензойной кислот (1:1 по весу) при 110^oC в течение 30 мин. Выход полиимида количественный, h log 0,80 дл/г (0,5 г полимера в 100 мл серной кислоты).

П р и м е р 10. В условиях, описанных в примере 1, получают полиимид из 4,4'-диаминотрифениламина и диангидрида 3,3',4,4'-дифенилоксидтетракарбоновой кислоты в среде салициловой кислоты при 165^oC в течение 30 мин. Выход полиимида количественный h log 1,65 дл/г (0,5 г полимера в 100 мл N-метилпирролидона).

П р и м е р 11. В условиях, описанных в примере 1, получают полиимид из м-фенилендиамина и диангидрида 2,2-бис(3,4-дикарбоксифеноксиф5енил)пропана в среде о-хлорбензойной кислоты при 180^oC в течение 15 мин. Выход полиимида количественный h 0,88 дл/г (0,5 г полимера в 100 мл N-метилпирролидона).

Использование: в различных областях техники в качестве термостойких материалов с хорошими физико-механическими свойствами. Сущность: проведение одностадийной высокотемпературной поликонденсации диамина и диангидрида тетракарбоновой кислоты при 110 - 180^oC в расплаве ароматической карбоновой кислоты или их смесей.

Способ получения полиимидов путем одностадийной высокотемпературной полииконденсации диамина и диангидрида тетракарбоновой кислоты при 110-180^oС, отличающийся тем, что, с целью исключения токсичного растворителя из технологического цикла, улучшения экологии, поликонденсацию проводят в расплаве ароматической карбоновой кислоты или смеси кислот.