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绿色合成新技术制备异构联苯二酐在我校区获得重大进展
发布者:张玉芹   编辑:科技发展处   发布时间:2015年01月10日
 

聚酰亚胺是一类具有耐高温、耐磨、耐辐照、高热稳定性聚合物材料,广泛应用于航空航天、微电子、军事等高尖端领域。然而,高昂的价格成为制约聚酰亚胺材料大规模应用的瓶颈,特别是向商用领域发展时,这一瓶颈尤为突出。经过近几年的努力,哈工大(威海)聚合物材料研究小组在绿色合成联苯二酐单体技术方面取得重大进展,形成了系列合成联苯二酐的新技术,将大幅降低s-BPDAa-BPDAi-BPDA三种联苯二酐异构体(聚酰亚胺材料最具代表性的单体)的生产成本。

聚酰亚胺因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其巨大的应用前景已经得到充分的认识,被认为“没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术”。近年来,各国都将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入 21世纪最有希望的工程塑料之一。

近年来的研究表明,以不对称结构二酐单体(如a-BPDA)合成的聚酰亚胺基体树脂的熔体粘度较对称结构二酐单体合成的树脂熔体粘度降低了一个数量级,而加工窗口也增加了将近一倍,相应的聚酰亚胺材料的性能却获得了保持。然而,由于不对称二酐单体合成上的困难,其成本是传统二酐单体的数倍,这更严重制约其应用的领域。目前,不对称结构a-BPDA主要由日本小批量生产,由其合成的聚酰亚胺材料性能卓越而被美国NASA买断。

哈工大(威海)聚合物材料研究小组致力于低成本异构化聚酰亚胺材料的制备及其在海洋工程中应用的研究。经过近几年的努力,该小组在绿色合成联苯二酐单体的技术方面,取得了突破性的进展,形成了系列合成联苯二酐的新技术。该技术先将混合氯代邻二甲苯偶联,再经分离提纯分别获得单一四甲基联苯纯品,通过定向氧化分别得到s-BPDAa-BPDAi-BPDA纯品,避免了混合氯代邻二甲苯或混合联苯二酐高昂的分离成本,大大降低生产成本。该技术基于原子经济性的考虑,重新设计了合成路线,其优势在于制备工艺环境友好,催化剂廉价用量少,试剂廉价且定量反应,溶剂回收循环利用。我国著名聚酰亚胺材料专家丁孟贤研究员生前一直关注该技术的进展,曾两次来校区指导工作,并评价该方法是目前低成本制备联苯二酐,尤其是制备a-BPDA最有效的方法之一。 

围绕上述新技术,该研究组已经申请了系列国家专利(CN201410556370.3        201410476254.0CN 201410476886.7CN 201410476948.4CN 201410556016.0),为聚酰亚胺材料从成本上获得更高的竞争优势和更为广泛的应用空间奠定了坚实的基础。(记者  张玉芹)

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