CN111108145B - 聚苯并咪唑、其前体聚酰胺和它们的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种耐热性优异、并且溶剂溶解性、电绝缘性和无色透明性也优异的新型的含氟聚苯并咪唑。一种聚苯并咪唑，其特征在于，其包含下述通式(1)所示的重复单元。(通式(1)中，Rf表示‑SO2‑、‑O‑、‑CO‑、具有或不具有取代基的亚烷基、或者通式(a)，2个X独立地表示氢原子或1价有机基团，R1表示2价有机基团。)通式(1)：[化1]通式(a)：[化2]

Description

聚苯并咪唑、其前体聚酰胺和它们的制造方法
技术领域
本发明涉及一种可溶于各种有机溶剂、显示出高玻璃化转变温度、且无色透明并具有低介电常数的聚苯并咪唑、其前体聚酰胺和它们的制造方法。
背景技术
聚苯并咪唑的耐热性、机械特性和粘接性优异，作为耐热性纤维、成型品、粘接剂等被用于各种领域。最近，正在研究其在燃料电池用高分子电解质膜中的应用(例如参见专利文献1)。
聚苯并咪唑是通过芳香族四胺与芳香族二羧酸二苯酯的熔融-固相缩聚而合成、制造的(例如参见非专利文献1)。
根据该方法，无法避免因局部过热而产生不溶物，这成为一个问题。此外，还有一个问题是制造装置中使用的金属材料发生磨损，在聚苯并咪唑中大量包含金属杂质(例如参见专利文献2)。
作为聚苯并咪唑的另一种简便的合成法，已开发出溶液缩聚法。即，为下述直接聚合法：使用多磷酸或五氧化二磷-甲磺酸混合物作为聚合溶剂兼缩合剂，由芳香族四胺和芳香族二羧酸进行溶液缩聚。该方法中，存在磷化合物残留于聚苯并咪唑中的问题且聚合后的磷酸的处理成为问题。另一方面，作为聚苯并噁唑的无卤素和磷的合成法，已知活性二酯法，该方法使用苯并三唑系活性二酯或三嗪系活性二酯合成了作为聚苯并噁唑前体的聚(邻羟基酰胺)(例如参见专利文献3和4)。
据报道，通过该方法合成的聚(邻羟基酰胺)前体和由该前体得到的聚苯并噁唑的杂质含量极低，在电气电子部件、光学部件中的用途中有用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-124161号公报
专利文献2：日本特开平9-208699号公报
专利文献3：日本特开平9-183846号公报
专利文献4：日本特开2011-256219号公报
非专利文献
非专利文献1：中岛利诚、后藤信行、“耐热性高分子材料”、生产研究、1969年、21卷、9号、536-541页
发明内容
发明所要解决的课题
鉴于上述现状，本发明的目的在于提供一种耐热性优异、并且溶剂溶解性、电绝缘性和无色透明性也优异的含氟聚苯并咪唑。
用于解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现，获得了通过具有温和反应性的二羧酸衍生物化合物与含氟芳香族四胺的缩聚得到的聚酰胺和由该聚酰胺得到的聚苯并咪唑，由此完成了本发明。
即，本发明为一种聚苯并咪唑，其特征在于，其包含下述通式(1)所示的重复单元。
[化1]
(通式(1)中，Rf表示-SO2-、-O-、-CO-、具有或不具有取代基的亚烷基、或者式
[化2]
2个X独立地表示氢原子或1价有机基团，R1表示2价有机基团。)
上述Rf优选为经氟取代的亚烷基。进而，也优选为-C(CF3)2-。
关于上述聚苯并咪唑，利用凝胶渗透色谱分析(GPC)得到的数均分子量以标准聚苯乙烯换算优选为2,000以上。
本发明还为一种聚苯并咪唑前体聚酰胺(下文中也简称为聚酰胺)，其特征在于，其包含下述通式(2)所示的重复单元。
[化3]
(通式(2)中，Rf表示-SO2-、-O-、-CO-、具有或不具有取代基的亚烷基、或者式
[化4]
2个X独立地表示氢原子或1价有机基团，R1表示2价有机基团。)
上述Rf优选为经氟取代的亚烷基。进而，也优选为-C(CF3)2-。
关于上述聚苯并咪唑前体聚酰胺，利用凝胶渗透色谱分析(GPC)得到的数均分子量以标准聚苯乙烯换算优选为2,000以上。
本发明还为一种制造方法，其为用于制造上述聚苯并咪唑前体聚酰胺的聚酰胺的制造方法，其特征在于，包括下述工序(1-1)：使通式(3)所示的四胺化合物(3)与通式(4)所示的二羧酸衍生物化合物(4)聚合，由此得到包含通式(2)所示的重复单元的聚苯并咪唑前体聚酰胺。
[化5]
(通式(3)中，Rf表示-SO2-、-O-、-CO-、具有或不具有取代基的亚烷基、或者式
[化6]
2个X独立地表示氢原子或1价有机基团。)
[化7]
(通式(4)中，R1表示2价有机基团，R2和R3独立地表示OH、直链状或支链状的烷氧基、具有或不具有取代基的芳香族氧基、或者卤素原子。)
上述Rf优选为经氟取代的亚烷基。进而，也优选为-C(CF3)2-。
本发明也为一种制造方法，其为用于制造上述聚苯并咪唑的聚苯并咪唑的制造方法，其特征在于，包括下述工序：
工序(1-1)，使通式(3)所示的四胺化合物(3)与通式(4)所示的二羧酸衍生物化合物(4)聚合，由此得到包含通式(2)所示的重复单元的聚苯并咪唑前体聚酰胺；和
工序(1-2)，使上述聚苯并咪唑前体聚酰胺脱水环化，由此得到包含通式(1)所示的重复单元的聚苯并咪唑。
通式(2)：
[化8]
(通式(2)中，Rf表示-SO2-、-O-、-CO-、具有或不具有取代基的亚烷基、或者式
[化9]
2个X独立地表示氢原子或1价有机基团，R1表示2价有机基团。)
通式(3)：
[化10]
(通式(3)中，Rf表示-SO2-、-O-、-CO-、具有或不具有取代基的亚烷基、或者式
[化11]
2个X独立地表示氢原子或1价有机基团。)
通式(4)：
[化12]
(通式(4)中，R1表示2价有机基团，R2和R3独立地表示OH、直链状或支链状的烷氧基、具有或不具有取代基的芳香族氧基、或者卤素原子。)
上述Rf优选为经氟取代的亚烷基。进而，也优选为-C(CF3)2-。
本发明还为一种膜，其由上述聚苯并咪唑形成。
本发明还为一种柔性配线板，其具备上述膜。
本发明还为一种印刷基板，其具备上述膜。
本发明还为一种燃料电池用高分子电解质膜，其具备上述膜。
发明的效果
本发明的聚苯并咪唑的耐热性优异，并且溶剂溶解性、电绝缘性、无色透明性和柔软性也优异，因此能够适合用作膜、高分子电解质膜、抗蚀剂材料等。
本发明的聚酰胺能够适合用作本发明的聚苯并咪唑的原料。
根据本发明的聚酰胺的制造方法，能够适当地制造本发明的聚酰胺。
根据本发明的聚苯并咪唑的制造方法，能够适当地制造本发明的聚苯并咪唑。
本发明的膜由本发明的聚苯并咪唑构成，因此耐热性优异，溶剂溶解性和透明性高，介电常数低，因而能够适合用于柔性配线板或印刷基板、光学部件、燃料电池用高分子电解质膜、抗蚀剂材料等。
具体实施方式
下面具体说明本发明。
本说明书中，只要没有特别声明，则“芳香族基团”是指具有芳香环的1价基团，包括芳香族烃环基团和芳香族杂环基团。
上述芳香族烃环基团优选由6元的芳香族烃环构成。上述芳香族烃环基团可以为单环性、双环性、或三环性。
上述芳香族杂环基团优选由5～6元的芳香族杂环构成。上述芳香族杂环包含1个以上的杂原子。作为上述杂原子，可以举出氮原子、氧原子和硫原子，其中优选氮原子。上述芳香族杂环基团可以为单环性、双环性、或三环性。
另外，本说明书中，只要没有特别声明，则“取代基”是指能够取代的基团。该“取代基”的示例包括脂肪族基团、脂环族基团、芳香族基团、杂环基、酰基、酰氧基、酰氨基、脂肪族氧基、芳香族氧基、杂环氧基、脂肪族氧基羰基、芳香族氧基羰基、杂环氧基羰基、氨基甲酰基、脂肪族磺酰基、芳香族磺酰基、杂环磺酰基、脂肪族磺酰氧基、芳香族磺酰氧基、杂环磺酰氧基、氨磺酰基、脂肪族磺酰胺基、芳香族磺酰胺基、杂环磺酰胺基、氨基、脂肪族氨基、芳香族氨基、杂环氨基、脂肪族氧基羰基氨基、芳香族氧基羰基氨基、杂环氧基羰基氨基、脂肪族亚磺酰基、芳香族亚磺酰基、脂肪族硫基、芳香族硫基、羟基、氰基、磺基、羧基、脂肪族氧基氨基、芳香族氧基氨基、氨基甲酰基氨基、氨磺酰基氨基、卤素原子、氨磺酰基氨基甲酰基、氨基甲酰基氨磺酰基、二脂肪族氧基氧膦基和二芳香族氧基氧膦基。
本发明为一种新型的聚苯并咪唑，其特征在于，其包含通式(1)所示的重复单元。
通式(1)：
[化13]
通式(1)中，Rf表示-SO2-、-O-、-CO-、具有或不具有取代基的亚烷基、或者式
[化14]
2个X独立地为氢原子或1价有机基团。
在具有或不具有取代基的亚烷基中，取代基优选为卤素原子，其中，更优选为氟原子。亚烷基可以为直链状、也可以为支链状，构成亚烷基的碳原子数优选为1～6。
经氟取代的亚烷基可以用氟对1个或2个以上的氢原子进行了取代，更优选全部氢原子进行了氟取代。经氟取代的亚烷基的碳原子数优选为1～6、更优选为1～3。作为经氟取代的亚烷基的具体例，可示例出-CHF-、-CF2-、-CF2CH2-、-CF2CF2-、-CH2CF2-、-CH2CH2CF2-、-CH2CF2CH2-、-CH2CF2CF2-、-CF2CH2CH2-、-CF2CF2CH2-、-CF2CH2CF2-、-CF2CF2CF2-、-C(CF3)H-、-C(CF3)F-、-C(CH3)F-、-C(CF3)2-、-C(CF3)(CH3)-、-C(CF3)FCF2-、-C(CF3)FCH2-、-C(CF3)HCH2-、-C(CH3)FCH2-、-C(CH3)FCF2-、-C(CH3)HCF2-、-C(CF3)HCF2-等。其中，优选-C(CF3)2-、-CF2CF2-，更优选-C(CF3)2-。
Rf优选为经氟取代的亚烷基。其中，优选-C(CF3)2-、-CF2CF2-，更优选-C(CF3)2-。
1价有机基团是含有碳原子的1价基团、或者从有机化合物中除去1个氢原子而形成的基团。作为上述1价有机基团，可以举出具有或不具有取代基的脂肪族烃基、具有或不具有取代基的芳香族基团等。
作为上述1价有机基团的具体例，可以举出-CH3、-C2H5、-C3H7等碳原子数为1～10、尤其是1～6的低级烷基；-CF3、-C2F5、-CH2F、-CH2CF3、-CH2C2F5等碳原子数为1～10、尤其是1～6的含氟原子的低级烷基；(不具有取代基的)苯基；(不具有取代基的)苄基；-C6F5、-CH2C6F5等1～5个氢原子被氟原子取代了的苯基或苄基；-C6H5-n(CF3)n、-CH2C6H5-n(CF3)n(n为1～5的整数)等1～5个氢原子被-CF3取代了的苯基或苄基等。
作为X，优选1价有机基团，更优选具有或不具有取代基的芳香族基团。
通式(1)中，R1为2价有机基团。2价有机基团是含有碳原子的2价基团、或者从有机化合物中除去2个氢原子而形成的基团。作为上述2价有机基团，可以举出具有或不具有取代基、具有或不具有醚键的亚烷基；具有或不具有取代基、具有或不具有醚键的亚芳基等。作为上述亚烷基或上述亚芳基可以具有的上述取代基，优选卤素原子、可以被卤素原子取代的烷基，更优选氟原子、氟化烷基。
作为R1，其中，优选
[化15]
[化16]
[化17]
和-(CF2)n-(n为1～8的整数)。
本发明的聚苯并咪唑中，R1可以仅存在1种，也可以存在2种以上。
作为通式(1)所示的重复单元，优选通式(1-1)：
[化18]
(通式(1-1)中，X和R1如上所述)所示的重复单元、和、通式(1-2)：
[化19]
(通式(1-2)中，X和R1如上所述)所示的重复单元。
本发明的聚苯并咪唑中，通式(1)所示的重复单元可以仅存在1种，也可以存在2种以上。
本发明的聚苯并咪唑的数均分子量优选为2,000以上。上述数均分子量更优选为10,000以上，并且优选为500,000以下、更优选为200,000以下。
上述数均分子量可以通过凝胶渗透色谱分析(GPC)求出。
关于本发明的聚苯并咪唑，利用凝胶渗透色谱分析(GPC)得到的重均分子量以标准聚苯乙烯换算优选为5,000以上。上述重均分子量更优选为10,000以上，并且优选为1,000,000以下。
本发明还为一种新型的聚苯并咪唑前体聚酰胺，其特征在于，其包含通式(2)所示的重复单元。
通式(2)：
[化20]
通式(2)中，2个X独立地为氢原子或1价有机基团，R1为2价有机基团。关于X、Rf和R1，如上所述。
作为通式(2)所示的重复单元，优选通式(2-1)：
[化21]
(通式(2-1)中，X和R1如上所述)所示的重复单元、和通式(2-2)：
[化22]
(通式(2-2)中，X和R1如上所述)所示的重复单元。
本发明的聚酰胺中，通式(2)所示的重复单元可以仅存在1种，也可以存在2种以上。
本发明的聚酰胺的数均分子量优选为2,000以上。上述数均分子量更优选为10,000以上，并且优选为500,000以下、更优选为200,000以下。上述数均分子量小于2,000时，制膜性差，作为聚苯并咪唑前体聚酰胺的特性表达不充分，另一方面，数均分子量超过500,000时，分子量过高，溶剂溶解性变差，并且成型加工性有可能变差。
上述数均分子量可以通过凝胶渗透色谱分析(GPC)求出。
关于本发明的聚酰胺，利用凝胶渗透色谱分析(GPC)得到的重均分子量以标准聚苯乙烯换算优选为5,000以上。上述重均分子量更优选为10,000以上，并且优选为1,000,000以下。
本发明的聚酰胺可以适当地通过下述制造方法进行制造，该制造方法包括下述工序(1-1)：使通式(3)所示的四胺化合物(3)与通式(4)所示的二羧酸衍生物化合物(4)聚合，由此得到包含通式(2)所示的重复单元的聚苯并咪唑前体聚酰胺。上述制造方法也是本发明之一。
通式(3)：
[化23]
通式(4)：
[化24]
通式(3)中，2个X独立地为氢原子或1价有机基团。关于X和Rf，如上所述。
作为四胺化合物(3)，优选通式(3-1)：
[化25]
(通式(3-1)中，X如上所述)所示的化合物、和通式(3-2)：
[化26]
(通式(3-2)中，X如上所述)所示的化合物。
通式(4)中，R1为2价有机基团，R2和R3独立地为OH、直链状或支链状的烷氧基、具有或不具有取代基的芳香族氧基、或者卤素原子。关于R1，如上所述。
作为R2和R3的上述烷氧基的碳原子数优选为1～12、更优选为1～6。
作为R2和R3的上述芳香族氧基可以具有的取代基优选为烷氧基、烷基、氟代烷基、卤素基(卤素原子)、硝基、氰基、酯基，更优选为烷氧基。
作为R2和R3的上述芳香族氧基可以举出(不具有取代基的)苯氧基；具有或不具有取代基的三嗪基氧基等。
作为R2和R3，其中，优选OH、(不具有取代基的)苯氧基、甲氧基、乙氧基、氯原子、和
[化27]
在工序(1-1)中的聚合中，相对于1摩尔四胺化合物(3)，优选使用二羧酸衍生物化合物(4)0.5摩尔～1.5摩尔。
工序(1-1)中的聚合可以在溶剂中实施。上述溶剂优选实质上不与二羧酸衍生物化合物(4)反应，并且具有良好地溶解上述四胺化合物(3)的性质，除此以外对于作为反应产物的聚苯并咪唑前体聚酰胺为良溶剂。作为这样的溶剂，没有特别限定，可以举出二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、1,3-二甲基咪唑啉酮(DMI)、环丁砜、四氢呋喃(THF)、丙酮等。其中，优选N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、1,3-二甲基咪唑啉酮(DMI)。这些溶剂的用量相对于所使用的四胺化合物(3)0.1摩尔通常为10mL～1000mL、优选为50mL～400mL。
工序(1-1)中的聚合也可以在添加剂的存在下实施。例如，为了得到分子量大的聚苯并咪唑前体聚酰胺，也可以添加氯化锂或氯化钙等无机盐类。其中优选氯化锂。
上述添加剂相对于使用溶剂量通常优选为10质量％以下，更优选以5质量％以下使用。
作为工序(1-1)的具体方式，例如将四胺化合物(3)溶解于惰性溶剂中，添加上述二羧酸衍生物化合物(4)，接着在氮等惰性气氛下一边搅拌一边使其反应，由此可以得到聚苯并咪唑前体聚酰胺。作为聚合温度，优选-50℃～100℃，更优选-30℃～50℃。
作为工序(1-1)中的聚合的时间，优选0.1小时～50小时，更优选1小时～24小时。
在工序(1-1)结束后，将反应混合物投入甲醇或水等不良溶剂中并分离聚合物后，利用再沉淀法进行纯化，容易地将副产物或无机盐类等除去，由此可以得到纯度高的聚苯并咪唑前体聚酰胺。
本发明的聚苯并咪唑可以通过下述制造方法适当地制造，该制造方法的特征在于，包括下述工序：工序(1-1)，使通式(3)所示的四胺化合物(3)与通式(4)所示的二羧酸衍生物化合物(4)聚合，由此得到包含通式(2)所示的重复单元的聚苯并咪唑前体聚酰胺；和工序(1-2)，使上述聚苯并咪唑前体聚酰胺脱水环化，由此得到包含通式(1)所示的重复单元的聚苯并咪唑。上述制造方法也是本发明之一。
关于工序(1-1)，如上所述。工序(1-1)中得到的聚酰胺可以以粗产物的状态供给至工序(1-2)，也可以在工序(1-1)结束后实施分离、纯化，然后供给至工序(1-2)。
工序(1-2)中的脱水环化可以通过将上述聚酰胺加热而实施，可以得到高纯度的聚苯并咪唑。
作为上述加热的温度，优选250℃～550℃，更优选350℃～470℃。
作为上述加热的时间，优选0.1小时～2小时，更优选0.2小时～1小时。
工序(1-2)中的脱水环化可以在大气中、氮或氩气氛中或在减压下实施。
本发明的聚苯并咪唑也可以通过下述制造方法适当地制造，该制造方法的特征在于，包括下述工序(2-1)：使通式(3)所示的四胺化合物(3)与通式(5)所示的化合物(5)聚合，由此得到包含通式(1)所示的重复单元的聚苯并咪唑。
通式(5)：
Y-R1-Y(5)
通式(5)中，R1为2价有机基团，2个Y独立地为-CN或-COOR4(R4为H、直链状或支链状的烷基、或者具有或不具有取代基的芳香族基团)。关于R1，如上所述。
作为R4的上述烷基的碳原子数优选为1～6、更优选为1～3。
作为R4的上述芳香族基团可以举出具有或不具有取代基的苯基；具有或不具有取代基的三嗪基等。
作为Y，其中优选-CN。
在工序(2-1)中的聚合中，相对于1摩尔四胺化合物(3)，优选使用化合物(5)0.5摩尔～1.5摩尔。
工序(2-1)中的聚合优选在无溶剂下实施，也可以在溶剂中实施。作为在溶剂中实施时的溶剂，优选有机溶剂，可以举出二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、1,3-二甲基咪唑啉酮(DMI)、环丁砜等。其中优选N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、环丁砜。
工序(2-1)中的聚合也可以在添加剂的存在下实施。作为上述添加剂，可以举出氯化锂、氯化钙等。其中优选氯化锂。
上述添加剂相对于使用溶剂量通常优选为10质量％以下，更优选以5质量％以下使用。
作为工序(2-1)中的聚合的温度，优选10℃～400℃，更优选70℃～300℃。
作为工序(2-1)中的聚合的压力，优选0.01MPa～1.0MPa，更优选0.05MPa～0.2MPa。
作为工序(2-1)中的聚合的时间，优选0.1小时～60小时，更优选3小时～40小时。
在工序(2-1)结束后，将反应混合物投入甲醇或水等不良溶剂中并分离聚合物后，利用再沉淀法进行纯化，容易地将副产物或无机盐类等除去，由此可以得到纯度高的聚苯并咪唑。
本发明的聚苯并咪唑的耐热性优异，并且溶剂溶解性、电绝缘性、无色透明性和柔软性也优异，因而能够适合用于膜、高分子电解质膜、抗蚀剂材料等中。其中，适合于膜。本发明的聚苯并咪唑由于溶剂溶解性优异，因而薄膜化容易。另外，本发明的聚苯并咪唑还具有膜所需要的柔软性。
上述膜可以通过利用挤出成型法、压延成型法、溶液浇注法等公知的膜成型法将本发明的聚苯并咪唑成型来制造。另外，通过浇注上述包含本发明的聚酰胺的溶液并进行加热，也可以同时进行基于聚酰胺的脱水环化的聚苯并咪唑的生成与膜化。
本发明还为一种膜，其由上述本发明的聚苯并咪唑形成。本发明的膜的溶剂溶解性和透明性高，介电常数低。
在本发明膜的制作中，优选将上述聚苯并咪唑前体聚酰胺以15质量％～20质量％溶解于N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)或四氢呋喃(THF)等中并浇注到玻璃板上，使其进行加热脱水闭环。或者，也可以将上述聚苯并咪唑溶解于二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中并与上述同样地制作浇注膜。
本发明的膜的d射线下的折射率(nd)优选为1.70以下、更优选为1.65以下。
上述折射率是利用Metricon公司制造的2010/M型棱镜耦合器测定的值。
本发明的膜的介电常数低，绝缘性优异。上述膜的介电常数(ε)优选为3.2以下、更优选为3.0以下。
上述介电常数(ε)是使用d射线下的平均折射率(nave)算出的值(ε＝1.10×nave 2)。
通过向本发明的聚苯并咪唑或上述聚酰胺的溶液中添加发泡剂并进行膜化，也可以得到介电常数更低的发泡膜。作为上述发泡剂，可以举出在低温(170℃以上)下分解的2-羟基-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪等。
本发明的膜的厚度优选为5μm～100μm、更优选为10μm～40μm。
本发明的膜例如可以适合用作柔性配线板或印刷基板的基膜或光学膜。具备本发明的膜的柔性配线板或印刷基板也是本发明之一。另外，具备本发明的膜的燃料电池用高分子电解质膜也是本发明之一。
实施例
下面举出实施例来更详细地说明本发明，但本发明不仅限定于这些实施例。需要说明的是，所使用的装置如下所述。
(1)FT-IR：日本分光株式会社制造FT/IR-4200
(2)1H-NMR：BRUKER公司制造DRX400
(3)GPC：东曹株式会社制造高速GPC系统HLC-8220GPC(柱：东曹TSK-GEL(α-M)、柱温：45℃、检测器：UV-8020、波长254nm、洗脱液：N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)(包含0.01mol/L溴化锂)、校准曲线：标准聚苯乙烯、柱流速：0.2mL/min)
(4)差示扫描量热计(DSC)：株式会社Hitachi High-Tech Science制造DSC 7000
(5)热机械分析(TMA)：株式会社Hitachi High-Tech Science制造TMA 7000
(6)粘弹性测定装置(DMA)：株式会社Hitachi High-Tech Science制造DMA 7100
(7)热重分析(TG/DTA)：株式会社Hitachi High-Tech Science制造TG/DTA 7300
(8)紫外可见分光光度计：株式会社岛津制作所制造UV-1800
(9)折射率测定：Metricon 2010/M型棱镜耦合器
[1]聚苯并咪唑前体聚酰胺的合成
<实施例1>
聚酰胺[PA(OBBT-PhTA)]的合成
[化28]
在氮气流下利用热风枪干燥安装有搅拌子、温度计、氮导入管的100mL三口烧瓶，加入2,2-双(3-氨基-4-苯胺基苯基)六氟丙烷(PhTA)1.290g(2.50mmol)和NMP5mL，使其完全溶解。之后，冷却至10℃，加入三嗪系活性二酯(OBBT)1.341g(2.50mmol)，在10℃反应6小时。
反应结束后，将反应溶液投入500mL的甲醇中，使聚合物析出。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥。粗收率为99％。使干燥后的聚合物溶解于NMP中，在甲醇中进行再沉淀纯化，将作为脱离成分的2-羟基-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪除去。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥，由此得到浅黄色的薄片状的PA(OBBT-PhTA)(产量：1.31g、收率：71％)。通过1H-NMR确认到聚酰胺的生成。
以下示出该聚酰胺的各种物性的测定结果。
FT-IR(膜、cm-1)：1652(C＝O)、1599(C＝C)、1243(C-O-C)、1169(C-F)
1H-NMR(DMSO-d6、ppm)：6.87(t、2H、Ar-H)、7.06(d、4H、Ar-H)、7.13(d、2H、Ar-H)、7.19(d、4H、Ar-H)、7.26(t、4H、Ar-H)、7.35(d、4H、Ar-H)、7.63(s、2H、Ar-H)、7.71(s、2H、Ar-NH)、8.01(d、2H、Ar-H)、9.86(s、2H、NHCO)
对数粘度：0.52dL/g(浓度0.5g/dL的NMP溶液、30℃测定)
GPC：Mn＝24,000、Mw＝48,000、Mw/Mn＝2.0
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、DMSO、THF中
使该聚酰胺溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到玻璃板上，在干燥器中于室温减压干燥6小时。之后，在减压干燥器中于60℃干燥6小时、于100℃干燥6小时、于150℃干燥1小时、于200℃干燥1小时、于250℃干燥1小时，制作出无色透明且柔软的聚酰胺的膜(21μm)。使用该膜对热特性和光学特性进行了评价。
热特性
玻璃化转变温度：278℃(TMA测定)
脱水闭环导致的减重量：从300℃减重4.0％(理论值4.9％)
热膨胀系数：66ppm/℃(150℃～200℃)
光学特性
截止波长：348nm
500nm下的透光率：84％
d射线下的折射率(nd)：1.643(面内)、1.643(面外)
平均折射率(nave)：1.643
介电常数(ε)：2.96
<实施例2>
聚酰胺[PA(OBBT-Vs8)]的合成
[化29]
在氮气流下利用热风枪干燥安装有搅拌子、温度计、氮导入管的100mL三口烧瓶，加入2,2-双-3-氨基-4-(双三氟甲基苯胺基苯基)六氟丙烷(Vs8)1.183g(1.50mmol)和NMP3mL，在室温下使其完全溶解。之后，加入三嗪系活性二酯(OBBT)0.805g(1.50mmol)，在20℃使其反应6小时。
反应结束后，将反应溶液投入500mL的蒸馏水中，使聚合物析出。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥。粗收率为92％。使干燥后的聚合物溶解于NMP中，用甲醇进行再沉淀纯化。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥，由此得到浅黄色粉末状的PA(OBBT-Vs8)(产量：1.61g、收率：42％)。通过1H-NMR确认到聚酰胺的生成。
以下示出该聚酰胺的各种物性的测定结果。
FT-IR(KBr,cm-1)：1661(C＝O)、1598(C＝C)、1249(O-C)、1169(C-F)
1H-NMR(DMSO-d6,ppm)：7.08(d、4H、Ar-H)、7.23(d、2H、Ar-H)、7.30(s、2H、Ar-H)、7.44(s、4H、Ar-H)、7.49(d、2H、Ar-H)、7.75(s、2H、NH)、7.95(d、4H、Ar-H)、8.63(s、2H、Ar-H)、9.90(s、2H、NHCO)
对数粘度：0.13dL/g(浓度0.5g/dL，NMP中，30℃测定)
GPC：Mn＝2,000、Mw＝4,000、Mw/Mn＝2.0
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、DMSO、THF中
使该聚酰胺溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到石英板上，在干燥器中在减压下于室温干燥6小时。之后，在减压干燥器中于60℃干燥6小时、于100℃干燥6小时、于150℃干燥1小时、于200℃干燥1小时、进而于250℃干燥1小时，制作出无色透明的聚酰胺的膜。使用该膜对光学特性进行了评价。
热特性
玻璃化转变温度：218℃(DSC测定)
脱水导致的减重量：从290℃减重3.0％(理论值3.6％)
光学特性
截止波长：350nm
500nm下的透光率：83％
<实施例3>
聚酰胺[PA(IPBT-PhTA)]的合成
[化30]
在氮气流下利用热风枪干燥安装有搅拌子、温度计、氮导入管的100mL三口烧瓶，加入2,2-双(3-氨基-4-苯胺基苯基)六氟丙烷(PhTA)1.290g(2.50mmol)、NMP5mL，使其完全溶解。之后冷却至10℃，加入三嗪系活性二酯(IPBT)1.111g(2.50mmol)，在10℃使其反应6小时。
反应结束后，将反应溶液投入500mL的甲醇中，使聚合物析出。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥。粗收率为90％。使干燥后的聚合物溶解于NMP中，在甲醇中进行再沉淀纯化，将作为脱离成分的2-羟基-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪除去。通过抽滤回收析出的聚合物，于室温进行12小时减压干燥，由此得到浅黄色粉末状的PA(IPBT-PhTA)(产量：0.84g、收率：51％)。通过1H-NMR确认到聚酰胺的生成。
以下示出该聚酰胺的各种物的测定结果。
FT-IR(膜、cm-1)：1666(C＝O)、1598(C＝C)、1497(C＝C)、1171(C-F)
1H-NMR(DMSO-d6、ppm)：6.83(t、2H、Ar-H)、7.05(d、4H、Ar-H)、7.09(d、2H、Ar-H)、7.19(t、4H、Ar-H)、7.32(d、2H、Ar-H)、7.57(s、2H、NH-Ar)、7.63(s、2H、Ar-H)、7.68(t、1H、Ar-H)、8.08(d、2H、Ar-H)、8.52(s、1H、Ar-H)、9.99(s、2H、NHCO)
对数粘度：0.43dL/g(浓度0.5g/dL的NMP溶液、30℃测定)
GPC：Mn＝17,000、Mw＝27,000、Mw/Mn＝1.6
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、DMSO、THF、丙酮中
使该聚酰胺溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到玻璃板上，在干燥器中于室温减压干燥6小时。之后，在减压干燥机中于60℃干燥6小时、于100℃干燥6小时、于150℃干燥1小时、于200℃干燥1小时、于250℃干燥1小时，制作出无色透明且柔软的聚酰胺的膜(23μm)。使用该膜对热特性和光学特性进行了评价。
热特性
玻璃化转变温度：259℃(TMA测定)
脱水导致的减重量：从300℃减重4.5％(理论值5.5％)
光学特性
截止波长：346nm
500nm下的透光率：80％
d射线下的折射率(nd)：1.634(面内)、1.634(面外)
平均折射率(nave)：1.634
介电常数(ε)：2.94
<实施例4>
聚酰胺[PA(TPBT-PhTA)]的合成
[化31]
在氮气流下利用热风枪干燥安装有搅拌子、温度计、氮导入管的100mL三口烧瓶，之后加入2,2-双(3-氨基-4-苯胺基苯基)六氟丙烷(PhTA)1.290g(2.50mmol)、NMP5mL，使其完全溶解。之后，加入三嗪系活性二酯(TPBT)1.111g(2.50mmol)，在40℃使其反应6小时。
反应结束后，将反应溶液投入500mL的甲醇中，使聚合物析出。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥。粗收率为93％。干燥后，将聚合物溶解于NMP中，在甲醇中进行再沉淀纯化，将作为脱离成分的2-羟基-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪除去。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥，由此得到浅黄色粉末状的PA(TPBT-PhTA)(产量：1.29g、收率：80％)。通过1H-NMR确认到聚酰胺的生成。
以下示出该聚酰胺的各种物性的测定结果。
FT-IR(膜、cm-1)：1665(C＝O)、1598(C＝C)、1498(C＝C)、1171(C-F)
1H-NMR(DMSO-d6、ppm)：6.87(t、2H、Ar-H)、7.03(d、4H、Ar-H)、7.10(s、2H、Ar-H)、7.23(t、4H、Ar-H)、7.34(d、2H、Ar-H)、7.67(s、2H、NH-Ar)、7.76(s、2H、Ar-H)、8.01(s、4H、Ar-H)、9.95(s、2H、NHCO)
对数粘度：0.32dL/g(浓度0.5g/dL的NMP溶液、30℃测定)
GPC：Mn＝24,000、Mw＝38,000、Mw/Mn＝1.6
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、DMSO、THF、丙酮中
使该聚酰胺溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到玻璃板上，在干燥器中于室温减压干燥6小时。之后，在减压干燥机中于60℃干燥6小时、于100℃干燥6小时、于150℃干燥1小时、于200℃干燥1小时、于250℃干燥1小时，制作出透明且柔软的聚酰胺膜(22μm)。使用该膜对热特性和光学特性进行了评价。
热特性
玻璃化转变温度：280℃(TMA测定)
脱水闭环导致的减重量：从280℃减重4.9％(理论值5.6％)
光学特性
截止波长：312nm
500nm下的透光率：83％
d射线下的折射率(nd)：1.642(面内)、1.640(面外)
平均折射率(nave)：1.641
介电常数(ε)：2.96
<实施例5>
聚酰胺[PA(DCPT-PhTA)]的合成
[化32]
/>
在氮气流下利用热风枪干燥安装有搅拌子、氮导入管的100mL的三口烧瓶，之后加入2,2-双(3-氨基-4-苯胺基苯基)六氟丙烷(PhTA)1.290g(2.50mmol)、NMP 5mL，使其完全溶解。之后，加入三嗪系活性二酯(DCPT)1.301g(2.50mmol)，在10℃使其反应6小时。
反应结束后，将反应溶液投入500mL的甲醇中，使聚合物析出。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥。粗收率为90％。干燥后，将聚合物溶解于NMP中，在甲醇中进行再沉淀纯化，将作为脱离成分的2-羟基-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪除去。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥，由此得到浅黄色粉末状的PA(DCPT-PhTA)(产量：1.46g、收率：81％)。通过1H-NMR确认到聚酰胺的生成。
以下示出该聚酰胺的各种物性的测定结果。
FT-IR(膜、cm-1)：1666(C＝O)、1600(C＝C)、1498(C＝C)、1170(C-F)
1H-NMR(DMSO-d6、ppm)：6.88(t、2H、Ar-H)、7.06(d、4H、Ar-H)、7.12(d、2H、Ar-H)、7.25(t、4H、Ar-H)、7.36(d、2H、Ar-H)、7.70(s、2H、NH)、7.75(s、2H、Ar-H)、7.88(d、4H、Ar-H)、8.06(d、4H、Ar-H)、9.91(s、2H、NHCO)
对数粘度：0.28dL/g(浓度0.5g/dL的NMP溶液、30℃测定)
GPC：Mn＝30,000、Mw＝48,000、Mw/Mn＝1.6
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、DMSO、THF、丙酮中
使该聚酰胺溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到玻璃板上，在干燥器中于室温干燥6小时。之后，在减压干燥器中于60℃干燥6小时、于100℃干燥6小时、于150℃干燥1小时、于200℃干燥1小时、进而于250℃干燥1小时，制作出浅黄色且柔软的聚酰胺的膜(28μm)。使用该膜对热特性和光学特性进行了评价。
热特性
玻璃化转变温度：267℃(TMA测定)
脱水闭环导致的减重量：从280℃减重4.9％(理论值5.0％)
热膨胀系数：68ppm/℃(150℃～200℃)
光学特性
截止波长：365nm
500nm下的透光率：81％
d射线下的折射率(nd)：1.660(面内)、1.653(面外)
平均折射率(nave)：1.655
介电常数(ε)：3.01
<实施例6>
聚酰胺[PA(HPBT-PhTA)]的合成
[化33]
在氮气流下利用热风枪干燥安装有搅拌子、氮导入管的100mL的三口烧瓶，加入2,2-双(3-氨基-4-苯胺基苯基)六氟丙烷(PhTA)1.290g(2.50mmol)、NMP5mL，使其完全溶解。之后，加入三嗪系活性二酯(HPBT)1.668g(2.50mmol)，在10℃使其反应6小时。
反应结束后，将反应溶液投入500mL的甲醇中，使聚合物析出。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥。粗收率为99％。干燥后，将聚合物溶解于NMP中，在甲醇中进行再沉淀纯化，将作为脱离成分的2-羟基-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪除去。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥，由此得到浅黄色粉末状的PA(HPBT-PhTA)(产量：1.83g、收率：85％)。通过1H-NMR确认到聚酰胺的生成。
以下示出该聚酰胺的各种物性的测定结果。
FT-IR(膜、cm-1)：1658(C＝O)、1493(C＝C)、1176(C-F)
1H-NMR(DMSO-d6、ppm)：6.86(t,2H,Ar-H)、7.04(d、4H、Ar-H)、7.09(d、2H、Ar-H)、7.22(t、4H、Ar-H)、7.32(d、2H、Ar-H)、7.42(d、4H,Ar-H)、7.57(s、2H,Ar-H)、7.72(s、2H、NH)、8.04(d、4H,Ar-H)、9.99(s、2H,NHCO)
对数粘度：0.16dL/g(浓度0.5g/dL的NMP溶液、30℃测定)
GPC：Mn＝8,000、Mw＝13,000、Mw/Mn＝1.6
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、DMSO、THF、丙酮中
使该聚酰胺溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到石英板上，在干燥器中于室温减压干燥6小时。之后，在减压干燥机中于60℃干燥6小时、于100℃干燥6小时、于150℃干燥1小时、于200℃干燥1小时、于250℃干燥1小时，制作出无色透明的聚酰胺的膜(7μm)。使用该膜对热特性和光学特性进行了评价。
热特性
玻璃化转变温度：174℃(DSC测定)
脱水闭环导致的减重：从280℃减重4.0％(理论值：4.1％)
光学特性
截止波长：363nm
500nm下的透光率：81％
d射线下的折射率(nd)：1.586(面内)、1.586(面外)
平均折射率(nave)：1.586
介电常数(ε)：2.77
<实施例7>
聚酰胺[PA(OBBT-TA)]的合成
[化34]
在安装有搅拌子、温度计、氮导入管的100mL的三口烧瓶中加入氯化锂0.162g(相对于NMP为5wt％)，在氮气流下利用热风枪使其干燥，之后加入NMP 3mL，使其完全溶解。接着，加入2,2-双(3,4-二氨基苯基)六氟丙烷(TA)0.910g(2.50mmol)，使其溶解。一边冷却至0℃，一边加入完全溶解于NMP4mL(5wt％LiCl)中的三嗪系活性二酯(OBBT)1.340g(2.50mmol)，在0℃使其反应16小时。
反应结束后，将反应溶液投入500mL的甲醇中，使聚合物析出。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥。粗收率为99％。使干燥后的聚合物溶解于NMP中，在甲醇中进行再沉淀纯化，将作为脱离成分的2-羟基-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪除去。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥，由此得到浅黄色粉末状的PA(OBBT-TA)(产量：0.58g、收率：38％)。通过1H-NMR确认到聚酰胺的生成。
以下示出该聚酰胺的各种物性的测定结果。
FT-IR(膜,cm-1)：1652(C＝O)、1596(C＝C)、1490(C＝C)、1247(C-O-C)、1169(C-F)
1H-NMR(DMSO-d6,ppm)：5.26(s、4H、NH2)、6.80(d、2H、Ar-H)、6.89(s、2H、Ar-H)、7.16(d、4H、Ar-H)、7.25(s、2H、Ar-H)、8.05(d、4H、Ar-H)、9.71(d、2H、NHCO)
对数粘度：0.47dL/g(浓度0.5g/dL的NMP溶液，30℃测定)
GPC：Mn＝25,000、Mw＝50,000、Mw/Mn＝2.0
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、DMSO、THF、丙酮中
使该聚酰胺溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到玻璃板上，在干燥器中在减压下于室温干燥6小时。之后，在减压干燥器中于60℃干燥6小时、于100℃干燥6小时、于150℃干燥1小时、于200℃干燥1小时、进而于250℃干燥1小时，制作出无色透明且柔软的聚酰胺的膜(20μm)。使用该膜对热特性和光学特性进行了评价。
热特性
玻璃化转变温度：256℃(TMA测定)
脱水闭环导致的减重量：从300℃减重5.5％(理论值6.0％)
光学特性
截止波长：349nm
500nm下的透光率：81％
d射线下的折射率(nd)：1.643(面内)、1.621(面外)
平均折射率(nave)：1.628
介电常数(ε)：2.92
<实施例8>
聚酰胺[PA(IPBT-TA)]的合成
[化35]
在安装有搅拌子、温度计、氮导入管的100mL的三口烧瓶中加入氯化锂0.542g(相对于NMP为5wt％)，在氮气流下利用热风枪使其干燥，之后加入NMP 10mL，使其完全溶解。接着，加入2,2-双(3,4-二氨基苯基)六氟丙烷(TA)0.911g(2.50mmol)，使其溶解。进而，加入三嗪系活性二酯(IPBT)1.111g(2.50mmol)，在50℃使其反应24小时。
反应结束后，将反应溶液投入500mL的蒸馏水中，使聚合物析出。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥。粗收率为91％。干燥后，将聚合物溶解于NMP中，在蒸馏水中进行再沉淀纯化，将作为脱离成分的2-羟基-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪除去。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥，由此得到浅黄色粉末状的PA(IPBT-TA)(产量：0.80g、收率：69％)。通过1H-NMR确认到聚酰胺的生成。
以下示出该聚酰胺的各种物性的测定结果。
FT-IR(膜、cm-1)：1657(C＝O)、1497(C＝C)、1168(C-F)
1H-NMR(DMSO-d6、ppm)：5.32(s、4H、NH2)、6.80(d、2H、Ar-H)、6.91(d、2H、Ar-H)、7.30(s、2H、Ar-H)、7.62(d、1H、Ar-H)、8.12(d、2H、Ar-H)、8.55(s、1H、Ar-H)、9.87(d、2H、NHCO)
对数粘度：0.44dL/g(浓度0.5g/dL的NMP溶液、30℃测定)
GPC：Mn＝28,000、Mw＝50,000、Mw/Mn＝1.8
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、DMSO、THF、丙酮中
使该聚酰胺溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到玻璃板上，在干燥器中在减压下于室温干燥6小时。之后，在减压干燥器中于60℃干燥6小时、于100℃干燥6小时、于150℃干燥1小时、于200℃干燥1小时、于250℃干燥1小时，制作出无色透明且柔软的聚酰胺的膜(20μm)。使用该膜对热特性和光学特性进行了评价。
热特性
玻璃化转变温度：255℃(DSC测定)
脱水闭环导致的减重量：从300℃减重5.6％(理论值6.0％)
光学特性
截止波长：349nm
500nm下的透光率：79％
d射线下的折射率(nd)：1.638(面内)、1.632(面外)
平均折射率(nave)：1.634
介电常数(ε)：2.94
<实施例9>
聚酰胺[PA(TPBT-TA)]的合成
[化36]
在安装有搅拌子、氮导入管的100mL的三口烧瓶中加入氯化锂0.542g(相对于NMP为5wt％)，在氮气流下利用热风枪使其干燥，之后加入NMP 10mL，使其完全溶解。接着，加入2,2-双(3,4-二氨基苯基)六氟丙烷(TA)0.911g(2.50mmol)，使其溶解。之后，一边冷却至-10℃，一边加入三嗪系活性二酯(TPBT)1.111g(2.50mmol)，在-10℃使其反应24小时。
反应结束后，将反应溶液投入500mL的蒸馏水中，使聚合物析出。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥。粗收率为99％。干燥后，将聚合物溶解于NMP中，在蒸馏水中进行再沉淀纯化，将作为脱离成分的2-羟基-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪除去。通过抽滤回收析出的聚合物，于室温进行12小时减压干燥，由此得到浅黄色粉末状的PA(TPBT-TA)(产量：1.09g、收率：88％)。通过1H-NMR确认到聚酰胺的生成。
以下示出该聚酰胺的各种物性的测定结果。
FT-IR(膜、cm-1)：1658(C＝O)、1500(C＝C)、1170(C-F)
1H-NMR(DMSO-d6、ppm)：5.34(s、4H、NH2)、6.81(d、2H、Ar-H)、6.89(d、2H、Ar-H)、7.28(s、2H、Ar-H)、8.05(d、4H、Ar-H)、9.88(s、2H、NHCO)
对数粘度：0.45dL/g(浓度0.5g/dL的NMP溶液、30℃测定)
GPC：Mn＝19,000、Mw＝42,000、Mw/Mn＝2.2
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、DMSO、THF、丙酮中
使该聚酰胺溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到玻璃板上，在干燥器中在减压下于室温干燥6小时。之后，在减压干燥机中于60℃干燥6小时、于100℃干燥6小时、于150℃干燥1小时、于200℃干燥1小时、于250℃干燥1小时，制作出无色透明且柔软的聚酰胺的膜(27μm)。使用该膜对热特性和光学特性进行了评价。
热特性
玻璃化转变温度：210℃(DMA测定)
脱水闭环导致的减重量：从280℃减重7.2％(理论值7.3％)
光学特性
截止波长：382nm
500nm下的透光率：79％
d射线下的折射率(nd)：1.663(面内)、1.632(面外)
平均折射率(nave)：1.642
介电常数(ε)：2.97
<实施例10>
聚酰胺[PA(DCPT-TA)]的合成
[化37]
在安装有搅拌子、氮导入管的100mL的三口烧瓶中加入氯化锂0.542g(相对于NMP为5wt％)，在氮气流下利用热风枪使其干燥，之后加入NMP 10mL，使其完全溶解。接着，加入2,2-双(3,4-二氨基苯基)六氟丙烷(TA)0.911g(2.50mmol)，使其溶解。之后，一边冷却至0℃，一边加入三嗪系活性二酯(DCPT)1.301g(2.50mmol)，在0℃使其反应24小时。
反应结束后，将反应溶液投入500mL的蒸馏水中，使聚合物析出。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥。粗收率为99％。干燥后，使聚合物溶解于NMP中，在蒸馏水中进行再沉淀纯化，将作为脱离成分的2-羟基-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪除去。通过抽滤回收析出的聚合物，于室温进行12小时减压干燥，由此得到浅黄色粉末状的PA(DCPT-TA)(产量：1.32g、收率：88％)。通过1H-NMR确认到聚酰胺的生成。
以下示出该聚酰胺的各种物性的测定结果。
FT-IR(膜、cm-1)：1657(C＝O)、1500(C＝C)、1170(C-F)
1H-NMR(DMSO-d6、ppm)：5.30(s、4H、NH2)、6.82(d、2H、Ar-H)、6.90(d、2H、Ar-H)、7.33(s、2H、Ar-H)、7.90(d、4H、Ar-H)、8.10(d、4H、Ar-H)、9.83(s、2H、NHCO)
对数粘度：0.42dL/g(浓度0.5g/dL的NMP溶液、30℃测定)
GPC：Mn＝17,000、Mw＝34,000、Mw/Mn＝2.0
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、DMSO、THF、丙酮中
使该聚酰胺溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到玻璃板上，在干燥器中在减压下于室温干燥6小时。之后，在减压干燥器中于60℃干燥6小时、于100℃干燥6小时、于150℃干燥1小时、于200℃干燥1小时、于250℃干燥1小时，制作出无色透明且柔软的聚酰胺的膜(8μm)。使用该膜对热特性和光学特性进行了评价。
热特性
玻璃化转变温度：263℃(DMA测定)
脱水闭环导致的减重：从280℃减重6.0％(理论值：6.0％)
光学特性
截止波长：379nm
500nm下的透光率：78％
d射线下的折射率(nd)：1.680(面内)、1.628(面外)
平均折射率(nave)：1.645
介电常数(ε)：2.98
<实施例11>
聚酰胺[PA(HPBT-TA)]的合成
[化38]
在安装有搅拌子、氮导入管的100mL的三口烧瓶中加入氯化锂0.271g(相对于NMP为5wt％)，在氮气流下利用热风枪使其干燥，之后加入NMP 5mL，使其完全溶解。接着，加入2,2-双(3,4-二氨基苯基)六氟丙烷(TA)0.911g(2.50mmol)，使其溶解。进而，加入三嗪系活性二酯(HPBT)1.676g(2.50mmol)，于室温使其反应16小时。
反应结束后，将反应溶液投入500mL的蒸馏水中，使聚合物析出。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥。粗收率为77％。使干燥后的聚合物溶解于NMP中，在蒸馏水中进行再沉淀纯化，将作为脱离成分的2-羟基-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪除去。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥，由此得到浅黄色粉末状的PA(HPBT-TA)(产量：1.15g、收率：64％)。通过1H-NMR确认到聚酰胺的生成。
以下示出该聚酰胺的各种物性的测定结果。
FT-IR(膜、cm-1)：1647(C＝O)、1599(C＝C)、1498(C＝C)、1177(C-F)
1H-NMR(DMSO-d6、ppm)：5.34(s、4H、NH2)、6.78(d、2H、Ar-H)、6.90(d、2H、Ar-H)、7.27(s、2H、Ar-H)、7.45(d、4H、Ar-H)、8.07(d、4H、Ar-H)、9.87(s、2H、NHCO)
GPC：Mn＝4,000、Mw＝7,000、Mw/Mn＝1.8
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、DMSO、THF、丙酮、甲醇中
使该聚酰胺溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到石英板上，在干燥器中在减压下于室温干燥6小时。之后，在减压干燥器中于60℃干燥6小时、于100℃干燥6小时、于150℃干燥1小时、于200℃干燥1小时、于250℃干燥1小时，制作出无色透明的聚酰胺的膜(7μm)。使用该膜对热特性和光学特性进行了评价。
热特性
玻璃化转变温度：296℃(DSC测定)
脱水闭环导致的减重量：从280℃减重4.9％(理论值5.0％)
光学特性
截止波长：339nm
500nm下的透光率：85％
d射线下的折射率(nd)：1.574(面内)、1.564(面外)
平均折射率(nave)：1.567
介电常数(ε)：2.70
<比较例1>
聚酰胺[PA(OBBT-DAB)]的合成
[化39]
在安装有搅拌子、温度计、氮导入管的100mL的三口烧瓶中加入氯化锂0.162g(相对于NMP为5wt％)，在氮气流下利用热风枪使其干燥，之后加入NMP 3mL，使其完全溶解。接着，加入3,3’-二氨基联苯胺(DAB)0.536g(2.50mmol)，使其溶解。一边冷却至0℃，一边加入完全溶解于NMP4mL(5wt％LiCl)中的三嗪系活性二酯(OBBT)1.341g(2.50mmol)，在0℃使其反应16小时。
反应结束后，将反应溶液投入500mL的甲醇中，使聚合物析出。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥。粗收率为89％。将干燥后的聚合物溶解于NMP中，在甲醇中进行再沉淀纯化，将作为脱离成分的2-羟基-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪除去。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥，由此得到茶色粉末状的PA(OBBT-DAB)(产量：0.67g、收率：61％)。通过1H-NMR确认到聚酰胺的生成。
以下示出该聚酰胺的各种物性的测定结果。
FT-IR(膜、cm-1)：1653(C＝O)、1508(C＝C)、1247(C-O-C)
1H-NMR(DMSO-d6、ppm)：5.07(s、4H、NH2)、7.03(d、2H、Ar-H)、7.05(d、2H、Ar-H)、7.48(s、2H、Ar-H)、7.48(d、4H、Ar-H)、8.10(d、4H、Ar-H)、9.75(s、2H、NHCO)
对数粘度：0.35dL/g(浓度0.5g/dL的NMP溶液、30℃测定)
GPC：Mn＝23,000、Mw＝53,000、Mw/Mn＝2.3
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、DMSO中
使该聚酰胺溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到玻璃板上，在干燥器中于室温干燥6小时。之后，在减压干燥器中于60℃干燥6小时、于100℃干燥6小时、于150℃干燥1小时、于200℃干燥1小时、进而于250℃干燥1小时，制作出茶色柔软的聚酰胺的膜(16μm)。使用该膜对热特性和光学特性进行了评价。
热特性
玻璃化转变温度：248℃(TMA测定)
脱水闭环导致的减重量：从300℃减重8.0％(理论值8.2％)
光学特性
截止波长：391nm
500nm下的透光率：58％
d射线下的折射率(nd)：1.811(面内)、1.718(面外)
平均折射率(nave)：1.749
介电常数(ε)：3.36
<比较例2>
聚酰胺[PA(IPBT-DAB)]的合成
[化40]
在安装有搅拌子、温度计、氮导入管的100mL的三口烧瓶中加入氯化锂0.650g(相对于NMP为5wt％)，在氮气流下利用热风枪使其干燥，之后加入NMP 12mL，使其完全溶解。接着，加入3,3’-二氨基联苯胺(DAB)0.536g(2.50mmol)，使其溶解，之后加入三嗪系活性二酯(IPBT)1.110g(2.50mmol)，于室温使其反应24小时。
反应结束后，将反应溶液投入500mL的甲醇中，使聚合物析出。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥。粗收率为99％。干燥后将聚合物溶解于NMP中，在甲醇中进行再沉淀纯化，将作为脱离成分的2-羟基-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪除去。通过抽滤回收析出的聚合物，于室温进行12小时减压干燥，由此得到茶色粉末状的PA(IPBT-DAB)(产量：0.72g、收率：84％)。通过1H-NMR确认到聚酰胺的生成。
以下示出该聚酰胺的各种物性的测定结果。
FT-IR(膜、cm-1)：1652(C＝O)、1510(C＝C)
1H-NMR(DMSO-d6、ppm)：5.12(s、4H、NH2)、6.86(d、2H、Ar-H)、7.05(d、2H、Ar-H)、7.30(d、2H、Ar-H)、7.67(t、1H、Ar-H)、8.19(s、2H,Ar-H)、8.64(s、1H、Ar-H)、9.86(s、2H、NHCO)
对数粘度：0.78dL/g(浓度0.5g/dL的NMP溶液、30℃测定)
GPC：Mn＝36,000、Mw＝57,000、Mw/Mn＝1.6
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、DMSO中
使该聚酰胺溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到玻璃板上，在干燥器中于室温干燥6小时。之后，在减压干燥器中于60℃干燥6小时、于100℃干燥6小时、于150℃干燥1小时、于200℃干燥1小时、进而于250℃干燥1小时，制作出茶色柔软的聚酰胺的膜(17μm)。使用该膜对热特性和光学特性进行了评价。
热特性
玻璃化转变温度：255℃(DSC测定)
脱水闭环导致的减重量：从300℃减重8.9％(理论值9.0％)
光学特性
截止波长：384nm
500nm下的透光率：73％
d射线下的折射率(nd)：1.780(面内)、1.686(面外)
平均折射率(nave)：1.717
介电常数(ε)：3.24
<比较例3>
聚酰胺[PA(TPBT-DAB)]的合成
[化41]
在安装有搅拌子、温度计、氮导入管的100mL的三口烧瓶中加入氯化锂0.812g(相对于NMP为5wt％)，在氮气流下利用热风枪使其干燥，之后加入NMP 15mL，使其完全溶解。接着，加入3,3-二氨基联苯胺(DAB)0.536g(2.50mmol)，使其溶解。冷却至-10℃，加入三嗪系活性二酯(TPBT)1.111g(2.50mmol)，在-10℃使其反应24小时。
反应结束后，将反应溶液投入500mL的甲醇中，使聚合物析出。通过抽滤回收析出的聚合物，在室温下进行12小时减压干燥。粗收率为91％。将干燥后的聚合物溶解于NMP中，在甲醇中进行再沉淀纯化，将作为脱离成分的2-羟基-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪除去。通过抽滤回收析出的聚合物，于室温进行12小时减压干燥，由此得到黄色粉末状的PA(TPBT-DAB)(产量：0.66g、收率：77％)。通过1H-NMR确认到聚酰胺的生成。
以下示出该聚酰胺的各种物性的测定结果。
FT-IR(膜、cm-1)：1658(C＝O)、1510(C＝C)
1H-NMR(DMSO-d6、ppm)：5.05(s、4H、NH2)、6.85(d、2H、Ar-H)、7.07(d、2H、Ar-H)、7.30(s、2H、Ar-H)、8.15(d、4H、Ar-H)、9.86(s、2H、NHCO)
对数粘度：1.02dL/g(浓度0.5g/dL的NMP溶液、30℃测定)
GPC：Mn＝31,000、Mw＝71,000、Mw/Mn＝2.3
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、DMSO中
使该聚酰胺溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到玻璃板上，在干燥器中于室温干燥6小时。之后，在减压干燥器中于60℃干燥6小时、于100℃干燥6小时、于150℃干燥1小时、于200℃干燥1小时、于250℃干燥1小时，制作出黄色且柔软的聚酰胺的膜(8μm)。使用该膜对热特性和光学特性进行了评价。
热特性
玻璃化转变温度：251℃(TMA测定)
脱水闭环导致的减重量：从280℃减重9.7％(理论值：10.5％)
光学特性
截止波长：433nm
500nm下的透光率：60％
d射线下的折射率(nd)：1.900(面内)、1.703(面外)
平均折射率(nave)：1.769
介电常数(ε)：3.44
如上所述，各实施例的聚苯并咪唑前体聚酰胺在NMP、DMAc等溶剂中显示出高溶解性。聚酰胺膜的截止波长为333nm～382nm，透明性优异。另外，折射率为1.567～1.655，介电常数为2.70～3.01，显示出低值。
[2]聚苯并咪唑的合成
<实施例12>
聚苯并咪唑[PBI(OBBT-PhTA)]的合成
[化42]
使干燥的PA(OBBT-PhTA)溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到玻璃板上，在干燥器中在减压下于室温干燥6小时。之后，在减压干燥器中以60℃下6小时、100℃下6小时、150℃下1小时、200℃下1小时、250℃下1小时、300℃下1小时、350℃下1小时、420℃下10分钟进行热处理，制作出无色透明且柔软的聚苯并咪唑的膜(38μm)。通过FT-IR和1H-NMR确认到酰胺键消失，脱水环化反应进行，聚苯并咪唑生成。以下示出该膜的各种物性。
FT-IR(膜、cm-1)：1600(C＝C)、1499(C＝C)、1443(C＝N)、1247(C-O-C)、1173(C-F)
1H-NMR(CDCl3,ppm)：6.92(d、4H、Ar-H)、7.15(d、2H、Ar-H)、7.25(d、2H、Ar-H)、7.26(d、4H、Ar-H)、7.51(t,2H,Ar-H)、7.52(t、4H、Ar-H)、7.56(d、4H、Ar-H)、8.08(s、2H、Ar-H)
对数粘度：0.91dL/g(浓度0.5g/dL的NMP溶液、30℃测定)
GPC：Mn＝43,000、Mw＝151,000、Mw/Mn＝3.5
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、THF、氯仿中
机械特性
拉伸断裂强度：88MPa
断裂伸长率：6％
拉伸初始弹性模量：2.5GPa
热特性
玻璃化转变温度：319℃(TMA测定)
5％减重温度：533℃(空气中)、533℃(氮中)
10％减重温度：551℃(空气中)、550℃(氮中)
碳化收率：72％(氮中，800℃)
热膨胀系数：65ppm/℃(150℃～200℃)
光学特性
截止波长：346nm
500nm下的透光率：81％
d射线下的折射率(nd)：1.641(面内)、1.640(面外)
平均折射率(nave)：1.640
介电常数(ε)：2.96
<实施例13>
聚苯并咪唑[PBI(IPBT-PhTA)的合成
[化43]
使干燥的PA(IPBT-PhTA)溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到玻璃板上，在干燥器中在减压下于室温干燥6小时。之后，在减压干燥器中以60℃下6小时、100℃下6小时、150℃下1小时、200℃下1小时、250℃下1小时、300℃下1小时、350℃下1小时、410℃下10分钟进行热处理，制作出无色透明且柔软的聚苯并咪唑的膜(27μm)。通过FT-IR和1H-NMR确认到酰胺键消失，脱水环化反应进行，聚苯并咪唑生成。以下示出该膜的各种物性。
FT-IR(膜、cm-1)：1597(C＝C)、1499(C＝C)、1443(C＝N)、1171(C-F)
1H-NMR(CDCl-d3,ppm)：7.14(t、2H、Ar-H)、7.18(t、4H、Ar-H)、7.26(d、4H、Ar-H)、7.46(m、5H、Ar-H)、7.61(d、2H、Ar-H)、7.74(s、1H、Ar-H)、8.04(s、2H、Ar-H)
对数粘度：0.43dL/g(浓度0.5g/dL的NMP溶液、30℃测定)
GPC：Mn＝45,000、Mw＝122,000、Mw/Mn＝2.7
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、THF、氯仿中
机械特性
拉伸断裂强度：51MPa
断裂伸长率：2％
拉伸初始弹性模量：3.6GPa
热特性
玻璃化转变温度；281℃(TMA测定)
5％减重温度：522℃(空气中)，535℃(氮中)
10％减重温度：541℃(空气中)，554℃(氮中)
碳化收率：73％(氮中，800℃)
热膨胀系数：64ppm/℃(150℃～200℃)
光学特性
截止波长；341nm
500nm下的透光率；75％
d射线下的折射率(nd)：1.630(面内)、1.628(面外)
平均折射率(nave)：1.629
介电常数(ε)：2.92
<实施例14>
聚苯并咪唑[PBI(TPBT-PhTA)]的合成
[化44]
使干燥的PA(TPBT-PhTA)溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到玻璃板上，在干燥器中减压干燥6小时。之后，在减压干燥器中以60℃下6小时、100℃下6小时、150℃下1小时、200℃下1小时、250℃下1小时、300℃下1小时、350℃下1小时、410℃下10分钟进行热处理，制作出浅黄色且柔软的聚苯并咪唑膜(20μm)。通过FT-IR确认到酰胺键消失，脱水环化反应进行，聚苯并咪唑生成。以下示出该膜的各种物性的测定结果。
FT-IR(膜、cm-1)：1598(C＝C)、1500(C＝C)、1455(C＝N)、1170(C-F)
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、THF、氯仿中
热特性
玻璃化转变温度：366℃(TMA测定)
5％减重温度：525℃(空气中)、531℃(氮中)
10％减重温度：542℃(空气中)、550℃(氮中)
碳化收率：74％(氮中，800℃)
热膨胀系数：69ppm/℃(150℃～200℃)
光学特性
截止波长：330nm
500nm下的透光率：86％
d射线下的折射率(nd)：1.640(面内)、1.638(面外)
平均折射率(nave)：1.639
介电常数(ε)：2.95
<实施例15>
聚苯并咪唑[PBI(HPBT-PhTA)]的合成
[化45]
使干燥的PA(HPBT-PhTA)溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到石英板上，在干燥器中减压干燥6小时。之后，在减压干燥器中以60℃下6小时、100℃下6小时、150℃下1小时、200℃下1小时、250℃下1小时、300℃下1小时、350℃下1小时、410℃下10分钟进行热处理，制作出无色透明的聚苯并咪唑膜(7μm)。通过FT-IR和1H-NMR确认到酰胺键消失，脱水环化反应进行，聚苯并咪唑生成。以下示出该膜的各种物性。
FT-IR(膜、cm-1)：1600(C＝C)、1499(C＝C)、1453(C＝N)、1177(C-F)
1H-NMR(CDCl3、ppm)：7.18(d、2H、Ar-H)、7.27(d、2H、Ar-H)、7.31(d、4H、Ar-H)、7.35(d、4H、Ar-H)、7.53(t、2H、Ar-H)、7.55(t、4H、Ar-H)、7.59(d、4H、Ar-H)、8.10(s、2H、Ar-H)
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、THF、氯仿、丙酮中
热特性
玻璃化转变温度：287℃(DSC测定)
5％减重温度：495℃(空气中)、502℃(氮中)
10％减重温度：512℃(空气中)、524℃(氮中)
碳化收率：59％(氮中，800℃)
光学特性
截止波长：340nm
500nm下的透光率：78％
d射线下的折射率(nd)：1.580(面内)、1.582(面外)
平均折射率(nave)：1.581
介电常数(ε)：2.75
<实施例16>
聚苯并咪唑[PBI(OBBT-TA)]的合成
[化46]
使干燥的PA(OBBT-TA)溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到玻璃板上，在干燥器中于室温减压干燥6小时。之后，在减压干燥器中以60℃下6小时、100℃下6小时、150℃下1小时、200℃下1小时、250℃下1小时、300℃下1小时、350℃下1小时、410℃下10分钟进行热处理，制作出无色透明的聚苯并咪唑膜(20μm)。通过FT-IR确认到酰胺键消失，脱水环化反应进行，聚苯并咪唑生成。以下示出该膜的各种物性。
FT-IR(膜、cm-1)：1495(C＝C)、1460(C＝N)、1244(C-O-C)、1171(C-F)
对数粘度：0.52dL/g(浓度0.5g/dL的NMP溶液、30℃测定)
GPC：Mn＝40,000、Mw＝64,000、Mw/Mn＝1.6
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF中
机械特性
拉伸断裂强度：80MPa
断裂伸长率：2％
拉伸初始弹性模量：3.3GPa
热特性
玻璃化转变温度：373℃(TMA测定)
5％减重温度：484℃(空气中)、511℃(氮中)
10％减重温度：514℃(空气中)、532℃(氮中)
碳化收率：66％(氮中，800℃)
热膨胀系数：45ppm/℃(150℃～200℃)
光学特性
截止波长：352m
500nm下的透光率：78％
d射线下的折射率(nd)：1.657(面内)、1.633(面外)
平均折射率(nave)：1.641
介电常数(ε)：2.96
<实施例17>
聚苯并咪唑[PBI(OBBT-TA)]的合成
[化47]
将实施例7中得到的聚合溶液直接浇注到玻璃板上，在干燥器中于室温减压干燥6小时。之后，在减压干燥器中以60℃下6小时、100℃下6小时、150℃下1小时、200℃下1小时、250℃下1小时、300℃下1小时、350℃下1小时、410℃下10分钟进行热处理，制作出无色透明的聚苯并咪唑膜(13μm)。通过FT-IR确认到酰胺键消失，脱水环化反应进行，聚苯并咪唑生成。以下示出该膜的各种物性。
FT-IR(膜、cm-1)：1500(C＝C)、1450(C＝N)、1244(C-O-C)、1171(C-F)
光学特性
截止波长：351nm
500nm下的透光率：80％
d射线下的折射率(nd)：1.630(面内)、1.627(面外)
平均折射率(nave)：1.628
介电常数(ε)：2.92
<实施例18>
聚苯并咪唑[PBI(IPBT-TA)]的合成
[化48]
使干燥的PA(IPBT-TA)溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到玻璃板上，在干燥器中于室温减压干燥6小时。之后，在减压干燥机中以60℃下6小时、100℃下6小时、150℃下1小时、200℃下1小时、250℃下1小时、300℃下1小时、350℃下1小时、410℃下10分钟进行热处理，制作出无色透明的聚苯并咪唑膜(19μm)。通过FT-IR确认到酰胺键消失，脱水环化反应进行，聚苯并咪唑生成。以下示出该膜的各种物性。
FT-IR(膜、cm-1)：1501(C＝C)、1454(C＝N)、1170(C-F)
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、DMSO中
对数粘度：0.42dL/g(浓度0.5g/dL的NMP溶液、30℃测定)
GPC：Mn＝40,000、Mw＝100,000、Mw/Mn＝2.5
机械特性
拉伸断裂强度：51MPa
断裂伸长率：3％
拉伸初始弹性模量：2.0GPa
热特性
玻璃化转变温度：373℃(TMA测定)
5％减重温度：458℃(空气中)、495℃(氮中)
10％减重温度：508℃(空气中)、529℃(氮中)
碳化收率：62％(氮中，800℃)
热膨胀系数：36ppm/℃(150℃～200℃)
光学特性
截止波长：344nm
500nm下的透光率：85％
d射线下的折射率(nd)：1.644(面内)、1.633(面外)
平均折射率(nave)：1.637
介电常数(ε)：2.95
<实施例19>
聚苯并咪唑[PBI(HPBT-TA)]的合成
[化49]
使干燥的PA(HPBT-TA)溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到石英板上，在干燥器中于室温减压干燥6小时。之后，在减压干燥器中以60℃下6小时、100℃下6小时、150℃下1小时、200℃下1小时、250℃下1小时、300℃下1小时、350℃下1小时、410℃下10分钟进行热处理，制作出无色透明的聚苯并咪唑膜(18μm)。通过FT-IR确认到酰胺键消失，脱水环化反应进行，聚苯并咪唑生成。以下示出该膜的各种物性。
FT-IR(KBr、cm-1)：1598(C＝C)、1500(C＝C)、1456(C＝N)、1178(C-F)
溶解性：以20wt％溶解于NMP、DMAc、DMF、DMSO、THF中
热特性
玻璃化转变温度：370℃(DSC测定)
5％减重温度：495℃(空气中)、502℃(氮中)
10％减重温度：512℃(空气中)、524℃(氮中)
碳化收率：59％(氮中，800℃)
光学特性
截止波长：338nm
500nm下的透光率：85％
d射线下的折射率(nd)：1.583(面内)、1.568(面外)
平均折射率(nave)：1.573
介电常数(ε)：2.72
<比较例4>
聚苯并咪唑[PBI(OBBT-DAB)]的合成
[化50]
使干燥的PA(OBBT-DAB)溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到玻璃板上，在干燥器中减压干燥3小时。之后，在减压干燥机中以60℃下6小时、100℃下6小时、150℃下1小时、200℃下1小时、250℃下1小时、300℃下1小时、350℃下1小时、410℃下10分钟进行热处理，制作出茶色且柔软的聚苯并咪唑膜(16μm)。通过FT-IR确认到酰胺键消失，脱水环化反应进行，聚苯并咪唑生成。以下示出该膜的热特性和光学特性。
FT-IR(膜、cm-1)：1500(C＝C)、1444(C＝N)、1286(C-O-C)
GPC：Mn＝44,000、Mw＝92,000、Mw/Mn＝2.1
溶解性：以20wt％溶解于NMP中，部分溶解于DMAc、DMF、DMSO中
热特性
玻璃化转变温度：359℃(TMA测定)
5％减重温度：510℃(空气中)、536℃(氮中)
10％减重温度：538℃(空气中)、565℃(氮中)
碳化收率：73％(氮中，800℃)
热膨胀系数：28ppm/℃(150℃～200℃)
光学特性
截止波长：400nm
500nm下的透光率：39％
d射线下的折射率(nd)：1.825(面内)、1.735(面外)
平均折射率(nave)：1.765
介电常数(ε)：3.43
<比较例5>
聚苯并咪唑[PBI(IPBT-DAB)]的合成
[化51]
使干燥的PA(IPBT-DAB)溶解于DMAc中，制备出浓度为20wt％的聚合物溶液。将该聚合物溶液浇注到玻璃板上，在干燥器中在减压下于室温干燥6小时。之后，在减压干燥器中以60℃下6小时、100℃下6小时、150℃下1小时、200℃下1小时、250℃下1小时、300℃下1小时、350℃下1小时、410℃下10分钟进行热处理，制作出茶色且柔软的聚苯并咪唑的膜(17μm)。通过FT-IR确认到酰胺键消失，脱水环化反应进行，聚苯并咪唑生成。以下示出该膜的热特性和光学特性。
FT-IR(膜、cm-1)：1498(C＝C)、1444(C＝N)
溶解性：部分溶解于NMP、DMAc、DMF、DMSO中
热特性
玻璃化转变温度：411℃(TMA测定)
5％减重温度：504℃(空气中)、627℃(氮中)
10％减重温度：531℃(空气中)、704℃(氮中)
碳化收率：82％(氮中，800℃)
热膨胀系数：21ppm/℃(150℃～200℃)
光学特性
截止波长：401nm
500nm下的透光率：61％
d射线下的折射率(nd)：1.851(面内)、1.695(面外)
平均折射率(nave)：1.747
介电常数(ε)：3.36
如上所述，各实施例的聚苯并咪唑在NMP、DMAc等溶剂中显示出高溶解性。聚苯并咪唑膜的截止波长为330nm～352nm，透明性优异。另外，折射率为1.573～1.641，介电常数为2.72～2.96，显示出低值。
工业实用性
本发明的聚苯并咪唑的耐热性优异，同时溶剂溶解性、电绝缘性、无色透明性和柔软性也优异，因而能够适合用作膜、高分子电解质膜、抗蚀剂材料等。

Claims (12)

1.一种聚苯并咪唑的膜的制造方法，所述聚苯并咪唑包含下述通式(1)所示的重复单元，
[化1]
通式(1)中，Rf表示具有或不具有取代基的碳原子数为1～6的亚烷基，
2个X独立地表示氢原子或1价有机基团，R1表示2价有机基团，
其特征在于，该制造方法包括下述工序：
工序(1-1)，使通式(3)所示的四胺化合物(3)与通式(4)所示的二羧酸衍生物化合物(4)在选自由二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、1,3-二甲基咪唑啉酮(DMI)、环丁砜、四氢呋喃(THF)、丙酮组成的组的至少一种溶剂中聚合，由此得到包含通式(2)所示的重复单元的聚苯并咪唑前体聚酰胺；和
工序(1-2)，使所述聚苯并咪唑前体聚酰胺脱水环化，由此得到包含通式(1)所示的重复单元的聚苯并咪唑的膜，
通式(2)：
[化3]
通式(2)中，Rf表示具有或不具有取代基的碳原子数为1～6的亚烷基，
2个X独立地表示氢原子或1价有机基团，R1表示2价有机基团；
通式(3)：
[化5]
通式(3)中，Rf表示具有或不具有取代基的碳原子数为1～6的亚烷基，
2个X独立地表示氢原子或1价有机基团；
通式(4)：
[化7]
通式(4)中，R1表示2价有机基团，R2和R3独立地表示具有或不具有取代基的三嗪基氧基。
2.如权利要求1所述的制造方法，其中，2个X独立地为具有或不具有取代基的芳香族基团。
3.如权利要求2所述的制造方法，其中，2个X独立地为不具有取代基的苯基；不具有取代基的苄基；1～5个氢原子被氟原子取代了的苯基或苄基；或者，1～5个氢原子被-CF3取代了的苯基或苄基。
4.如权利要求1、2或3所述的制造方法，其中，Rf为经氟取代的碳原子数为1～6的亚烷基。
5.如权利要求4所述制造方法，其中，Rf为-C(CF3)2-。
6.如权利要求1、2、3或5所述的制造方法，其中，所述聚苯并咪唑利用凝胶渗透色谱分析GPC得到的数均分子量以标准聚苯乙烯换算为2,000以上。
7.一种聚酰胺的制造方法，其特征在于，其用于制造包含下述通式(2)所示的重复单元的聚苯并咪唑前体聚酰胺，该制造方法包括下述工序(1-1)：使通式(3)所示的四胺化合物(3)与通式(4)所示的二羧酸衍生物化合物(4)在选自由二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、1,3-二甲基咪唑啉酮(DMI)、环丁砜、四氢呋喃(THF)、丙酮组成的组的至少一种溶剂中聚合，由此得到包含通式(2)所示的重复单元的聚苯并咪唑前体聚酰胺，
[化8]
通式(2)中，Rf表示具有或不具有取代基的碳原子数为1～6的亚烷基，
2个X独立地表示氢原子或1价有机基团，R1表示2价有机基团；
[化10]
通式(3)中，Rf表示具有或不具有取代基的碳原子数为1～6的亚烷基，
2个X独立地表示氢原子或1价有机基团；
[化12]
通式(4)中，R1表示2价有机基团，R2和R3独立地表示具有或不具有取代基的三嗪基氧基。
8.如权利要求7所述的制造方法，其中，Rf为经氟取代的碳原子数为1～6的亚烷基。
9.如权利要求7或8所述的制造方法，其中，Rf为-C(CF3)2-。
10.一种聚苯并咪唑的制造方法，其特征在于，其用于制造包含下述通式(1)所示的重复单元的聚苯并咪唑，该制造方法包括下述工序：
工序(1-1)，使通式(3)所示的四胺化合物(3)与通式(4)所示的二羧酸衍生物化合物(4)在选自由二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、1,3-二甲基咪唑啉酮(DMI)、环丁砜、四氢呋喃(THF)、丙酮组成的组的至少一种溶剂中聚合，由此得到包含通式(2)所示的重复单元的聚苯并咪唑前体聚酰胺；和
工序(1-2)，使所述聚苯并咪唑前体聚酰胺脱水环化，由此得到包含通式(1)所示的重复单元的聚苯并咪唑，
[化13]
通式(1)中，Rf表示具有或不具有取代基的碳原子数为1～6的亚烷基，
2个X独立地表示氢原子或1价有机基团，R1表示2价有机基团；
通式(2)：
[化15]
通式(2)中，Rf表示具有或不具有取代基的碳原子数为1～6的亚烷基，
2个X独立地表示氢原子或1价有机基团，R1表示2价有机基团；
通式(3)：
[化17]
通式(3)中，Rf表示具有或不具有取代基的碳原子数为1～6的亚烷基，
2个X独立地表示氢原子或1价有机基团；
通式(4)：
[化19]
通式(4)中，R1表示2价有机基团，R2和R3独立地表示具有或不具有取代基的三嗪基氧基。
11.如权利要求10所述的制造方法，其中，Rf为经氟取代的碳原子数为1～6的亚烷基。
12.如权利要求10或11所述的制造方法，其中，Rf为-C(CF3)2-。
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