CN106008976A - 高性能聚酰亚胺3d打印耗材及其制备方法 - Google Patents

高性能聚酰亚胺3d打印耗材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及3D打印成型材料领域，更具体地，本发明涉及高性能聚酰亚胺3D打印耗材及其制备方法。聚酰亚胺模塑粉是由低线性度二酐单体、二胺单体通过缩合反应并以封端剂进行封端制备得到的；其中，所述二胺单体为芳香族二胺单体与咪唑族二胺单体，所述芳香族二胺单体与咪唑族二胺单体的摩尔比为1.5‑9：1。高性能聚酰亚胺3D打印耗材包括所述的聚酰亚胺模塑粉。该高性能聚酰亚胺3D打印耗材玻璃化温度高，熔融温度低，适合于3D打印制作使用温度较高的工件。

Description

高性能聚酰亚胺3D打印耗材及其制备方法
技术领域
本发明涉及3D打印成型材料领域，更具体地，本发明涉及高性能聚酰亚胺3D打印耗材及其制备方法。
背景技术
随着3D打印技术的兴起与不断深入研究，3D打印技术在各行各业开始推广并应用，但目前制约3D打印技术发展因素主要有两个：打印材料和设备。与设备的研发相比，材料的研发难度更大。3D打印技术本身并不复杂，但可用的耗材却是个难点。普通打印机的耗材就是墨水和纸张，但3D打印机的耗材却主要是胶水、高分子材料，而且必须经过特殊处理，对材料的固化反应速度等也要求很高。不同的3D打印技术对成型材料有不同的要求，但是均要有利于快速精确的成型，成型材料决定了快速成型技术的成败，因此需要花大量心思进行研究开发，以求各方面达到性能所需。3D打印材料种类繁多，有各种分类方式，可按物理状态、化学性能、材料成型方法等角度分类。根据成型过程中使用的材料可将三维快速成型打印技术分为三种：粘接材料、熔融材料和光固化三维快速成型打印材料。
聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环(-CO-NH-CO-)的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。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。
目前，以聚酰亚胺为主体的3D打印耗材尚不多见，主要是聚酰亚胺的熔点在400℃以上，难以应用熔融堆积成型工艺。另一方面，聚酰亚胺几乎不溶于有机溶剂，极大的限制了其在3D打印中的应用。3D打印技术目前无法大规模推广和应用，主要限制于3D打印材料。目前用于3D打印的材料种类还比较少，无法满足差别化工业应用的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供高性能聚酰亚胺3D打印耗材及其制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案：
聚酰亚胺模塑粉，所述聚酰亚胺模塑粉是由低线性度二酐单体、二胺单体通过缩合反应并以封端剂进行封端制备得到的；其中，所述二胺单体为芳香族二胺单体与咪唑族二胺单体， 所述芳香族二胺单体与咪唑族二胺单体的摩尔比为1.5-9：1。
在一种实施方式中，所述聚酰亚胺模塑粉的黏度为0.45-0.48dL/g。
在一种实施方式中，所述芳香族二胺单体为1,4-二氨基苯、2，2′-双三氟甲基-4，4′-联苯二胺、1，4-双(4-氨基-2-三氟甲基)苯、4，4′-氨-2，2′-甲基-1，1′-联苯、2，2′-双三氟甲基-4，4′--氨基-苯醚中的至少一种。
在一种实施方式中，所述咪唑族二胺单体为-(3-氨基苯基)-5-氨基苯基苯并咪唑。
在一种实施方式中，所述封端剂为邻苯二甲酸酐、苯乙炔苯酐、5-降冰片烯-2，3-二酸酐中的至少一种，优选地，
在一种实施方式中，所述低线性度二酐单体为3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)。
在一种实施方式中，高性能聚酰亚胺3D打印耗材包括所述的聚酰亚胺模塑粉。
本发明的一个目的在于提供高性能聚酰亚胺3D打印耗材的制备方法，包括：将聚酰亚胺模塑粉在双螺杆挤出机中熔融挤出，通过三轮牵伸辊牵伸，收集成卷，即得。
在一种实施方式中，所述熔融温度为330-350℃。
本发明的有一个目的在于提供所述的高性能聚酰亚胺3D打印耗材应用于3D打印技术。
参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
具体实施方式
除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1-2”、“1-2和4-5”、“1-3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值 和在该范围内的所有整数和分数。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显指单数形式。
为了解决上述问题，本发明提供了聚酰亚胺模塑粉，所述聚酰亚胺模塑粉是由低线性度二酐单体、二胺单体通过缩合反应并以封端剂进行封端制备得到的；其中，所述二胺单体为芳香族二胺单体与咪唑族二胺单体，所述芳香族二胺单体与咪唑族二胺单体的摩尔比为1.5-9：1。
在一种优选地实施方式中，所述聚酰亚胺模塑粉的黏度为0.45-0.48dL/g。
在一种优选地实施方式中，所述芳香族二胺单体为1,4-二氨基苯、2，2′-双三氟甲基-4，4′-联苯二胺、1，4-双(4-氨基-2-三氟甲基)苯、4，4′-氨-2，2′-甲基-1，1′-联苯、2，2′-双三氟甲基-4，4′--氨基-苯醚中的至少一种；优选地，所述芳香族二胺单体为1,4-二氨基苯。
在一种优选地实施方式中，所述咪唑族二胺单体为-(3-氨基苯基)-5-氨基苯基苯并咪唑。
在一种优选地实施方式中，所述封端剂为邻苯二甲酸酐、苯乙炔苯酐、5-降冰片烯-2，3-二酸酐中的至少一种；优选地，所述封端剂为邻苯二甲酸酐。
在一种优选地实施方式中，所述低线性度二酐单体为3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)。本发明所述3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)(3,3’-RsDPA)的合成方法包括以下步骤：
(1)将3-氯代邻苯二甲酸酐置于反应容器中，将3-氯代邻苯二甲酸酐与乙酸酐按照13g：45ml的配比，加入乙酸酐，在50℃下搅拌30min，至3-氯代邻苯二甲酸酐完全溶解，将3-氯代邻苯二甲酸酐与甲胺水溶液按照13g：9ml的配比，再加入质量分数30％的甲胺水溶液，加热回流，甲苯带水反应3.5-5h后，冷却至室温，并用冰水冷却至10℃以下，过滤、干燥，即得产物A；
(2)将按照1.5：1的质量配比称取步骤(1)中的产物A与间苯二酚于反应容器中，并加入100ml的二甲基亚砜，搅拌使原料完全溶解，再加入质量分数为总原料的2％的碳酸钾并加热回流，反应过程中TLC追踪间苯二酚，至体系中无间苯二酚后，继续回流反应0.5-2h，随后趁热，除去过量的催化剂和产生的副产物，滤液冷却至室温，倾倒入水中并不断搅拌，析出的沉淀经离心机离心得到固体，得到固体经盐酸酸化、水洗、干燥后，以无水乙醇作为溶剂并用索式提取器除去过滤的间二苯酚，再用氯仿洗涤，直至TLC检测不出间苯二酚，即得产物B；
(3)将步骤(2)中的产物B与质量分数为22％的氢氧化钠溶液按照4g：26ml配比进行混 合，加热至沸腾，待固体溶解后反应0.5-2h，随后加入质量分数为38％的浓盐酸调节pH为7-8，继续煮沸5-15min，过滤除去不溶固体，将滤液加热至沸腾，并用质量分数为38％的浓盐酸调节pH为1-2，冷却，即得产物C；
(4)将步骤(3)中的产物C与乙酸酐进行混合，搅拌加热至120℃，脱水过滤、洗涤、干燥，即得3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)，产率为99％。
3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)的合成路线：
聚酰亚胺模塑粉的制备方法，包括：
采取二酐与二胺低温缩聚制备聚酰胺酸溶液：称取0.05mol的3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)(3,3’-RsDPA)加入到一定摩尔比的对苯二胺(PDA)和2-(4-氨基苯基)-5氨基苯基苯并咪唑(DAPBI)的DMAc溶液中加入三口烧瓶中，加入230mLDMAc，放入低温浴中(-5℃)，强烈搅拌，反应6h后，加入苯酐封端剂，期间加入DMAc对溶液逐步稀释，继续搅拌20h左右得到质量浓度10％苯酐封端的PAA溶液。接着加入0.3mol乙酸酐、0.015mol三乙胺及0.035mol吡啶进行化学亚胺化，60℃下大约反应20h后在水中沉淀，所沉淀出来的聚酰亚胺粉末用乙醇在索氏提取器中萃取后真空200℃热处理1h得到聚酰亚胺模塑粉。
聚酰亚胺模塑粉的合成路线：
在一种优选地实施方式中，高性能聚酰亚胺3D打印耗材包括所述的聚酰亚胺模塑粉。
本发明的一个目的在于提供高性能聚酰亚胺3D打印耗材的制备方法，包括：将聚酰亚胺模塑粉在双螺杆挤出机中熔融挤出，通过三轮牵伸辊牵伸，收集成卷，即得。
在一种优选地实施方式中，所述熔融温度为330-350℃。
本发明的有一个目的在于提供所述的高性能聚酰亚胺3D打印耗材应用于3D打印技术。
实施方式：
实施方式1，聚酰亚胺模塑粉，所述聚酰亚胺模塑粉是由低线性度二酐单体、二胺单体通过缩合反应并以封端剂进行封端制备得到的；其中，所述二胺单体为芳香族二胺单体与咪唑族二胺单体，所述芳香族二胺单体与咪唑族二胺单体的摩尔比为1.5-9：1。
实施方式2，与实施方式1相同，不同的地方是，所述聚酰亚胺模塑粉的黏度为0.45-0.48dL/g。实施方式3，与实施方式1相同，不同的地方是，所述芳香族二胺单体为1,4-二氨基苯、2，2′-双三氟甲基-4，4′-联苯二胺、1，4-双(4-氨基-2-三氟甲基)苯、4，4′-氨-2，2′-甲基-1，1′-联苯、2，2′-双三氟甲基-4，4′--氨基-苯醚中的至少一种。
实施方式4，与实施方式1相同，不同的地方是，所述咪唑族二胺单体为-(3-氨基苯基)-5-氨基苯基苯并咪唑。
实施方式5，与实施方式1相同，不同的地方是，所述封端剂为邻苯二甲酸酐、苯乙炔苯酐、5-降冰片烯-2，3-二酸酐中的至少一种。
实施方式6，与实施方式1相同，不同的地方是，所述低线性度二酐单体为3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)。
实施方式7，高性能聚酰亚胺3D打印耗材，包括所述的聚酰亚胺模塑粉。
实施方式8，高性能聚酰亚胺3D打印耗材的制备方法，包括：
将聚酰亚胺模塑粉在双螺杆挤出机中熔融挤出，通过三轮牵伸辊牵伸，收集成卷，即得。
实施方式9，与实施方式8相同，不同的地方是所述熔融温度为330-350℃。
实施方式10，所述的高性能聚酰亚胺3D打印耗材应用于3D打印技术。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其他说明，所用原料都是市售的。
实施例1
高性能聚酰亚胺3D打印耗材的制备：
3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)的合成方法包括以下步骤：
(1)将3-氯代邻苯二甲酸酐置于反应容器中，将3-氯代邻苯二甲酸酐与乙酸酐按照13g：45ml 的配比，加入乙酸酐，在50℃下搅拌30min，至3-氯代邻苯二甲酸酐完全溶解，将3-氯代邻苯二甲酸酐与甲胺水溶液按照13g：9ml的配比，再加入质量分数30％的甲胺水溶液，加热回流，甲苯带水反应3.5-5h后，冷却至室温，并用冰水冷却至10℃以下，过滤、干燥，即得产物A；
(2)将按照1.5：1的质量配比称取步骤(1)中的产物A与间苯二酚于反应容器中，并加入100ml的二甲基亚砜，搅拌使原料完全溶解，再加入质量分数为总原料的2％的碳酸钾并加热回流，反应过程中TLC追踪间苯二酚，至体系中无间苯二酚后，继续回流反应0.5-2h，随后趁热，除去过量的催化剂和产生的副产物，滤液冷却至室温，倾倒入水中并不断搅拌，析出的沉淀经离心机离心得到固体，得到固体经盐酸酸化、水洗、干燥后，以无水乙醇作为溶剂并用索式提取器除去过滤的间二苯酚，再用氯仿洗涤，直至TLC检测不出间苯二酚，即得产物B；
(3)将步骤(2)中的产物B与质量分数为22％的氢氧化钠溶液按照4g：26ml配比进行混合，加热至沸腾，待固体溶解后反应0.5-2h，随后加入质量分数为38％的浓盐酸调节pH为7-8，继续煮沸5-15min，过滤除去不溶固体，将滤液加热至沸腾，并用质量分数为38％的浓盐酸调节pH为1-2，冷却，即得产物C；
(4)将步骤(3)中的产物C与乙酸酐进行混合，搅拌加热至120℃，脱水过滤、洗涤、干燥，即得3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)，产率为99％。
聚酰亚胺模塑粉的制备方法，包括：
采取二酐与二胺低温缩聚制备聚酰胺酸溶液：称取0.05mol的3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)(3,3’-RsDPA)加入0.025mol对苯二胺(PDA)和0.003mol的2-(4-氨基苯基)-5氨基苯基苯并咪唑(DAPBI)的DMAc溶液中加入三口烧瓶中，加入230mLDMAc，放入低温浴中(-5℃)，强烈搅拌，反应6h后，加入苯酐封端剂，期间加入DMAc对溶液逐步稀释，继续搅拌20h左右得到质量浓度10％苯酐封端的PAA溶液。接着加入0.3mol乙酸酐、0.015mol三乙胺及0.035mol吡啶进行化学亚胺化，60℃下大约反应20h后在水中沉淀，所沉淀出来的聚酰亚胺粉末用乙醇在索氏提取器中萃取后真空200℃热处理1h得到聚酰亚胺模塑粉。
将聚酰亚胺模塑粉在双螺杆挤出机中330-350℃温度下熔融挤出，通过三轮牵伸辊牵伸，收集成卷，即得直径为1.75mm、长度在100米以上的聚酰亚胺丝。
实施例2
高性能聚酰亚胺3D打印耗材的制备：
3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)的合成方法包括以下步骤：
(1)将3-氯代邻苯二甲酸酐置于反应容器中，将3-氯代邻苯二甲酸酐与乙酸酐按照13g：45ml 的配比，加入乙酸酐，在50℃下搅拌30min，至3-氯代邻苯二甲酸酐完全溶解，将3-氯代邻苯二甲酸酐与甲胺水溶液按照13g：9ml的配比，再加入质量分数30％的甲胺水溶液，加热回流，甲苯带水反应3.5-5h后，冷却至室温，并用冰水冷却至10℃以下，过滤、干燥，即得产物A；
(2)将按照1.5：1的质量配比称取步骤(1)中的产物A与间苯二酚于反应容器中，并加入100ml的二甲基亚砜，搅拌使原料完全溶解，再加入质量分数为总原料的2％的碳酸钾并加热回流，反应过程中TLC追踪间苯二酚，至体系中无间苯二酚后，继续回流反应0.5-2h，随后趁热，除去过量的催化剂和产生的副产物，滤液冷却至室温，倾倒入水中并不断搅拌，析出的沉淀经离心机离心得到固体，得到固体经盐酸酸化、水洗、干燥后，以无水乙醇作为溶剂并用索式提取器除去过滤的间二苯酚，再用氯仿洗涤，直至TLC检测不出间苯二酚，即得产物B；
(3)将步骤(2)中的产物B与质量分数为22％的氢氧化钠溶液按照4g：26ml配比进行混合，加热至沸腾，待固体溶解后反应0.5-2h，随后加入质量分数为38％的浓盐酸调节pH为7-8，继续煮沸5-15min，过滤除去不溶固体，将滤液加热至沸腾，并用质量分数为38％的浓盐酸调节pH为1-2，冷却，即得产物C；
(4)将步骤(3)中的产物C与乙酸酐进行混合，搅拌加热至120℃，脱水过滤、洗涤、干燥，即得3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)，产率为99％。
聚酰亚胺模塑粉的制备方法，包括：
采取二酐与二胺低温缩聚制备聚酰胺酸溶液：称取0.05mol的3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)(3,3’-RsDPA)加入0.025mol对苯二胺(PDA)和0.006mol的2-(4-氨基苯基)-5氨基苯基苯并咪唑(DAPBI)的DMAc溶液中加入三口烧瓶中，加入230mLDMAc，放入低温浴中(-5℃)，强烈搅拌，反应6h后，加入苯酐封端剂，期间加入DMAc对溶液逐步稀释，继续搅拌20h左右得到质量浓度10％苯酐封端的PAA溶液。接着加入0.3mol乙酸酐、0.015mol三乙胺及0.035mol吡啶进行化学亚胺化，60℃下大约反应20h后在水中沉淀，所沉淀出来的聚酰亚胺粉末用乙醇在索氏提取器中萃取后真空200℃热处理1h得到聚酰亚胺模塑粉。
将聚酰亚胺模塑粉在双螺杆挤出机中330-350℃温度下熔融挤出，通过三轮牵伸辊牵伸，收集成卷，即得直径为1.79mm、长度在100米以上的聚酰亚胺丝。
实施例3
高性能聚酰亚胺3D打印耗材的制备：
3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)的合成方法包括以下步骤：
(1)将3-氯代邻苯二甲酸酐置于反应容器中，将3-氯代邻苯二甲酸酐与乙酸酐按照13g：45ml 的配比，加入乙酸酐，在50℃下搅拌30min，至3-氯代邻苯二甲酸酐完全溶解，将3-氯代邻苯二甲酸酐与甲胺水溶液按照13g：9ml的配比，再加入质量分数30％的甲胺水溶液，加热回流，甲苯带水反应3.5-5h后，冷却至室温，并用冰水冷却至10℃以下，过滤、干燥，即得产物A；
(2)将按照1.5：1的质量配比称取步骤(1)中的产物A与间苯二酚于反应容器中，并加入100ml的二甲基亚砜，搅拌使原料完全溶解，再加入质量分数为总原料的2％的碳酸钾并加热回流，反应过程中TLC追踪间苯二酚，至体系中无间苯二酚后，继续回流反应0.5-2h，随后趁热，除去过量的催化剂和产生的副产物，滤液冷却至室温，倾倒入水中并不断搅拌，析出的沉淀经离心机离心得到固体，得到固体经盐酸酸化、水洗、干燥后，以无水乙醇作为溶剂并用索式提取器除去过滤的间二苯酚，再用氯仿洗涤，直至TLC检测不出间苯二酚，即得产物B；
(3)将步骤(2)中的产物B与质量分数为22％的氢氧化钠溶液按照4g：26ml配比进行混合，加热至沸腾，待固体溶解后反应0.5-2h，随后加入质量分数为38％的浓盐酸调节pH为7-8，继续煮沸5-15min，过滤除去不溶固体，将滤液加热至沸腾，并用质量分数为38％的浓盐酸调节pH为1-2，冷却，即得产物C；
(4)将步骤(3)中的产物C与乙酸酐进行混合，搅拌加热至120℃，脱水过滤、洗涤、干燥，即得3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)，产率为99％。
聚酰亚胺模塑粉的制备方法，包括：
采取二酐与二胺低温缩聚制备聚酰胺酸溶液：称取0.05mol的3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)(3,3’-RsDPA)加入0.025mol对苯二胺(PDA)和0.011mol的2-(4-氨基苯基)-5氨基苯基苯并咪唑(DAPBI)的DMAc溶液中加入三口烧瓶中，加入230mLDMAc，放入低温浴中(-5℃)，强烈搅拌，反应6h后，加入苯酐封端剂，期间加入DMAc对溶液逐步稀释，继续搅拌20h左右得到质量浓度10％苯酐封端的PAA溶液。接着加入0.3mol乙酸酐、0.015mol三乙胺及0.035mol吡啶进行化学亚胺化，60℃下大约反应20h后在水中沉淀，所沉淀出来的聚酰亚胺粉末用乙醇在索氏提取器中萃取后真空200℃热处理1h得到聚酰亚胺模塑粉。
将聚酰亚胺模塑粉在双螺杆挤出机中330-350℃温度下熔融挤出，通过三轮牵伸辊牵伸，收集成卷，即得直径为1.72mm、长度在100米以上的聚酰亚胺丝。
实施例4
高性能聚酰亚胺3D打印耗材的制备：
3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)的合成方法包括以下步骤：
(1)将3-氯代邻苯二甲酸酐置于反应容器中，将3-氯代邻苯二甲酸酐与乙酸酐按照13g：45ml 的配比，加入乙酸酐，在50℃下搅拌30min，至3-氯代邻苯二甲酸酐完全溶解，将3-氯代邻苯二甲酸酐与甲胺水溶液按照13g：9ml的配比，再加入质量分数30％的甲胺水溶液，加热回流，甲苯带水反应3.5-5h后，冷却至室温，并用冰水冷却至10℃以下，过滤、干燥，即得产物A；
(2)将按照1.5：1的质量配比称取步骤(1)中的产物A与间苯二酚于反应容器中，并加入100ml的二甲基亚砜，搅拌使原料完全溶解，再加入质量分数为总原料的2％的碳酸钾并加热回流，反应过程中TLC追踪间苯二酚，至体系中无间苯二酚后，继续回流反应0.5-2h，随后趁热，除去过量的催化剂和产生的副产物，滤液冷却至室温，倾倒入水中并不断搅拌，析出的沉淀经离心机离心得到固体，得到固体经盐酸酸化、水洗、干燥后，以无水乙醇作为溶剂并用索式提取器除去过滤的间二苯酚，再用氯仿洗涤，直至TLC检测不出间苯二酚，即得产物B；
(3)将步骤(2)中的产物B与质量分数为22％的氢氧化钠溶液按照4g：26ml配比进行混合，加热至沸腾，待固体溶解后反应0.5-2h，随后加入质量分数为38％的浓盐酸调节pH为7-8，继续煮沸5-15min，过滤除去不溶固体，将滤液加热至沸腾，并用质量分数为38％的浓盐酸调节pH为1-2，冷却，即得产物C；
(4)将步骤(3)中的产物C与乙酸酐进行混合，搅拌加热至120℃，脱水过滤、洗涤、干燥，即得3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)，产率为99％。
聚酰亚胺模塑粉的制备方法，包括：
采取二酐与二胺低温缩聚制备聚酰胺酸溶液：称取0.05mol的3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)(3,3’-RsDPA)加入0.025mol对苯二胺(PDA)和0.02mol的2-(4-氨基苯基)-5氨基苯基苯并咪唑(DAPBI)的DMAc溶液中加入三口烧瓶中，加入230mLDMAc，放入低温浴中(-5℃)，强烈搅拌，反应6h后，加入苯酐封端剂，期间加入DMAc对溶液逐步稀释，继续搅拌20h左右得到质量浓度10％苯酐封端的PAA溶液。接着加入0.3mol乙酸酐、0.015mol三乙胺及0.035mol吡啶进行化学亚胺化，60℃下大约反应20h后在水中沉淀，所沉淀出来的聚酰亚胺粉末用乙醇在索氏提取器中萃取后真空200℃热处理1h得到聚酰亚胺模塑粉。
将聚酰亚胺模塑粉在双螺杆挤出机中330-350℃温度下熔融挤出，通过三轮牵伸辊牵伸，收集成卷，即得直径为1.78mm、长度在100米以上的聚酰亚胺丝。
对比例1
对比例1与实施例1高性能聚酰亚胺3D打印耗材的制备方法相同，不同的是对苯二胺(PDA)和2-(4-氨基苯基)-5氨基苯基苯并咪唑的摩尔比为1：1，将聚酰亚胺模塑粉在双螺杆挤出机中330-350℃温度下熔融挤出，通过三轮牵伸辊牵伸，收集成卷，即得直径为1.95mm、 长度在70米以上的聚酰亚胺丝。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.聚酰亚胺模塑粉，其特征在于，所述聚酰亚胺模塑粉是由低线性度二酐单体、二胺单体通过缩合反应并以封端剂进行封端制备得到的；其中，所述二胺单体为芳香族二胺单体与咪唑族二胺单体，所述芳香族二胺单体与咪唑族二胺单体的摩尔比为1.5-9：1。
2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺模塑粉，其特征在于，所述聚酰亚胺模塑粉的黏度为0.45-0.48dL/g。
3.根据权利要求1所述的聚酰亚胺模塑粉，其特征在于，所述芳香族二胺单体为1,4-二氨基苯、2，2′-双三氟甲基-4，4′-联苯二胺、1，4-双(4-氨基-2-三氟甲基)苯、4，4′-氨-2，2′-甲基-1，1′-联苯、2，2′-双三氟甲基-4，4′--氨基-苯醚中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的聚酰亚胺模塑粉，其特征在于，所述咪唑族二胺单体为-(3-氨基苯基)-5-氨基苯基苯并咪唑。
5.根据权利要求1所述的聚酰亚胺模塑粉，其特征在于，所述封端剂为邻苯二甲酸酐、苯乙炔苯酐、5-降冰片烯-2，3-二酸酐中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的聚酰亚胺模塑粉，其特征在于，所述低线性度二酐单体为3,3′-(间苯二氧基)双(邻苯二甲酸酐)。
7.高性能聚酰亚胺3D打印耗材，其特征在于，包括权利要求1-6所述的聚酰亚胺模塑粉。
8.高性能聚酰亚胺3D打印耗材的制备方法，其特征在于，包括：将聚酰亚胺模塑粉在双螺杆挤出机中熔融挤出，通过三轮牵伸辊牵伸，收集成卷，即得。
9.根据权利要求8所述的高性能聚酰亚胺3D打印耗材的制备方法，其特征在于，所述熔融温度为330-350℃。
10.根据权利要求7所述的高性能聚酰亚胺3D打印耗材应用于3D打印技术。
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