本發(fā)明屬聚芳酰胺高性能聚合物及其制備領域，特別涉及一類可溶性共聚型聚芳酰胺膜材料及其制備領域。
背景技術：
高透明聚合物膜材料是一類重要的功能性高分子材料，在微電子、柔性太陽能電池襯底和液晶顯示領域等具有重要的應用價值。目前，商業(yè)化應用的高透明聚合物膜材料主要有聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯類等高分子材料。此類聚合物膜材料雖然具有較好的光學透明性和加工性能，但使用溫度較低(低于200℃)，無法滿足現(xiàn)代高科技領域快速發(fā)展的應用需求。因此，進一步開發(fā)既具有高光學透明性，又具有良好耐熱性能的新型光學薄膜材料具有重要的意義。聚芳酰胺是一類分子主鏈含有酰胺鍵的芳香型聚合物，由于分子結構的剛性和強的分子間作用，此類材料表現(xiàn)出良好的耐熱性、力學性能和電學性能。但聚芳酰胺大多存在難熔難溶問題，難以采用熱加工或者溶液涂覆工藝制備高性能膜材料。此外，由于聚合物分子結構的芳香共軛性，聚芳酰胺膜材料的光學透明性還有待進一步提高。本發(fā)明專利擬利用聚芳酰胺良好的熱性能和力學性能，基于分子設計改性，進一步開發(fā)既具有良好涂覆成膜性、又具有高光學透明性的功能性聚芳酰胺膜材料。
為改善聚芳酰胺的涂覆成膜性和光學性能，研究者通常在聚合物分子結構中引入大的取代側基或不對稱結構，但此類改性合成路線較復雜，通常需要多步反應完成，尤其是難以合成含大側基結構或不對稱結構的雙官能團單體，因此工業(yè)化應用存在較大的困難。本發(fā)明專利，擬采用共縮聚改性法，采用常規(guī)易得的原料，通過合理調(diào)控優(yōu)化聚合物分子主鏈結構，制備具有良好成膜性和高光學透明性的聚芳酰胺膜材料。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明專利旨在改善聚芳酰胺溶解涂覆成膜性，并進一步提高聚芳酰胺膜材料的光學透明性，擬采用共縮聚改性法和常規(guī)易得的原料，通過合理調(diào)控優(yōu)化聚合物分子主鏈結構，在聚合物分子主鏈結構中同時引入雙三氟甲基、二苯甲烷和間位苯環(huán)結構，制備具有良好成膜性和高光學透明性的聚芳酰胺膜材料。
本發(fā)明提供了一類可溶性共聚型聚芳酰胺膜材料，其結構式為：
重復結構單元n＝60～120。
本發(fā)明還提供了一種上述可溶性共聚型聚芳酰胺膜材料的制備方法，具體步驟為：
氮氣保護下，將x份含有雙三氟甲基結構的芳香二胺單體(0.2<x<1)、1-x份的非含氟芳香二胺單體及1份的芳香二酸單體加入有機溶劑中，室溫下攪拌均勻后，升溫至180～200℃攪拌反應8-12h后，結束反應，進一步沉降、洗滌和干燥，即可得到纖維狀的可溶性共聚型聚芳酰胺樹脂。
將可溶性共聚型聚芳酰胺樹脂溶于有機溶劑中配成濃度為10～20wt％的聚合物溶液，在平板玻璃上涂膜，在烘箱中于一定溫度下干燥24小時，即可得到高透明聚芳酰胺薄膜。
其中所述的含有雙三氟甲基結構的芳香二胺單體為2,2’-雙三氟甲基-4,4’-二氨基聯(lián)苯；所述的非含氟芳香二胺單體為4,4’-二氨基二苯甲烷；所述的芳香二酸單體為間苯二酸。
所述的溶劑為多聚磷酸，其用量為芳香二胺單體和二酸單體質(zhì)量的10～20倍。
所述的制膜溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜中的一種，干燥溫度為70℃。
本發(fā)明的可溶性共聚型聚芳酰胺膜材料的具體合成路線如下：
本發(fā)明的有益效果是：
(1)本發(fā)明提供了一類可溶性共聚型聚芳酰胺膜材料及其制備方法，其合成制備工藝簡單，原料易得，利于工業(yè)化放大生產(chǎn)；
(2)以本發(fā)明提供的可溶性共聚型聚芳酰胺膜材料，在N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜中具有優(yōu)異的溶解成膜性(溶解度可達20wt％)，可方便地利用其溶液涂膜得到聚合物薄膜；所制聚合物薄膜具有良好的光學透明性，在微電子、光電子等領域具有應用價值
附圖說明
圖1是實施例1中可溶性共聚型聚芳酰胺聚合物的1H NMR圖譜((其中雙三氟甲基聯(lián)苯結構和二苯甲烷結構的含量均為50％)。
具體實施方式
實施例1
(1)氮氣保護下，分別將1.6011g(5mmol)的2,2’-雙三氟甲基、0.9913g(5mmol)的4,4’-二氨基二苯甲烷、1.6613g(10mmol)的間苯二甲酸三種單體和80g多聚磷酸加入250ml干燥的圓底三口燒瓶中，室溫下攪拌均勻后，升溫至200℃攪拌反應8h后結束反應，將反應液倒入乙醇中沉降，并進一步用熱水洗滌三遍、過濾、烘干，即可得到可溶性共聚型聚芳酰胺聚合物樹脂，產(chǎn)率為99％。
(2)將一定量的共聚型聚芳酰樹脂溶于N,N-二甲基乙酰胺中，配成10wt％的聚合物溶液，將聚合物溶液涂膜在平板玻璃上，于烘箱中70℃下干燥24h，即可得到高透明共聚型共聚型聚芳酰胺薄膜樣品。
實施例2
(1)氮氣保護下，分別將0.6404g(2mmol)的2,2’-雙三氟甲基、1.5861g(8mmol)的4,4’-二氨基二苯甲烷、1.6613g(10mmol)的間苯二甲酸三種單體和40g多聚磷酸加入100ml干燥的圓底三口燒瓶中，室溫下攪拌均勻后，升溫至180℃攪拌反應12h后結束反應，將反應液倒入乙醇中沉降，并進一步用熱水洗滌三遍、過濾、烘干，即可得到可溶性共聚型聚芳酰胺聚合物樹脂，產(chǎn)率為99％。
(2)將一定量的共聚型聚芳酰樹脂溶于二甲基亞砜中，配成20wt％的聚合物溶液，將聚合物溶液涂膜在平板玻璃上，于烘箱中70℃下干燥24h，即可得到高透明共聚型共聚型聚芳酰胺薄膜樣品。