CN112521605A - 基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺及其制备方法 - Google Patents
基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112521605A CN112521605A CN202011512772.5A CN202011512772A CN112521605A CN 112521605 A CN112521605 A CN 112521605A CN 202011512772 A CN202011512772 A CN 202011512772A CN 112521605 A CN112521605 A CN 112521605A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dianhydride
- acid dianhydride
- tetracarboxylic
- tetracarboxylic acid
- halogen atom
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- NGDCLPXRKSWRPY-UHFFFAOYSA-N Triptycene Chemical compound C12=CC=CC=C2C2C3=CC=CC=C3C1C1=CC=CC=C12 NGDCLPXRKSWRPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 42
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 title claims abstract description 40
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 title claims abstract description 36
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N ac1mqpva Chemical compound CC12C(=O)OC(=O)C1(C)C1(C)C2(C)C(=O)OC1=O GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 96
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 22
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- RLSSMJSEOOYNOY-UHFFFAOYSA-N m-cresol Chemical compound CC1=CC=CC(O)=C1 RLSSMJSEOOYNOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 15
- -1 tetracarboxylic acid dianhydride Chemical class 0.000 claims description 15
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- CURBACXRQKTCKZ-UHFFFAOYSA-N cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1C(C(O)=O)C(C(O)=O)C1C(O)=O CURBACXRQKTCKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- AWJUIBRHMBBTKR-UHFFFAOYSA-N isoquinoline Chemical compound C1=NC=CC2=CC=CC=C21 AWJUIBRHMBBTKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N monobenzene Natural products C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- PCLIMKBDDGJMGD-UHFFFAOYSA-N N-bromosuccinimide Chemical compound BrN1C(=O)CCC1=O PCLIMKBDDGJMGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- PFEOZHBOMNWTJB-UHFFFAOYSA-N 3-methylpentane Chemical compound CCC(C)CC PFEOZHBOMNWTJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ZPAKUZKMGJJMAA-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane-1,2,4,5-tetracarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1CC(C(O)=O)C(C(O)=O)CC1C(O)=O ZPAKUZKMGJJMAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 125000006158 tetracarboxylic acid group Chemical group 0.000 claims description 7
- CLYVDMAATCIVBF-UHFFFAOYSA-N pigment red 224 Chemical compound C=12C3=CC=C(C(OC4=O)=O)C2=C4C=CC=1C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C4=CC=C3C1=C42 CLYVDMAATCIVBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000944 Soxhlet extraction Methods 0.000 claims description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 5
- GGAUUQHSCNMCAU-ZXZARUISSA-N (2s,3r)-butane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C[C@H](C(O)=O)[C@H](C(O)=O)CC(O)=O GGAUUQHSCNMCAU-ZXZARUISSA-N 0.000 claims description 4
- NSZYKXMFFCRNJB-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4-tetramethylcyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1(C)C(C)(C(O)=O)C(C)(C(O)=O)C1(C)C(O)=O NSZYKXMFFCRNJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZPKVXYPKROQWOB-UHFFFAOYSA-N 1,2-diethylanthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=C(CC)C(CC)=CC=C3C=C21 ZPKVXYPKROQWOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DZAWUQRUHPUQFU-UHFFFAOYSA-N 2,6-dibromonaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid Chemical compound C1=C(Br)C(C(O)=O)=C2C(C(=O)O)=CC(Br)=C(C(O)=O)C2=C1C(O)=O DZAWUQRUHPUQFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZUXFDJDXEPEYSD-UHFFFAOYSA-N 2-bromonaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid Chemical compound BrC1=CC(C(O)=O)=C2C(C(=O)O)=CC=C(C(O)=O)C2=C1C(O)=O ZUXFDJDXEPEYSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- POLIXZIAIMAECK-UHFFFAOYSA-N 4-[2-(2,6-dioxomorpholin-4-yl)ethyl]morpholine-2,6-dione Chemical compound C1C(=O)OC(=O)CN1CCN1CC(=O)OC(=O)C1 POLIXZIAIMAECK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CQMIJLIXKMKFQW-UHFFFAOYSA-N 4-phenylbenzene-1,2,3,5-tetracarboxylic acid Chemical group OC(=O)C1=C(C(O)=O)C(C(=O)O)=CC(C(O)=O)=C1C1=CC=CC=C1 CQMIJLIXKMKFQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MQAHXEQUBNDFGI-UHFFFAOYSA-N 5-[4-[2-[4-[(1,3-dioxo-2-benzofuran-5-yl)oxy]phenyl]propan-2-yl]phenoxy]-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1=C2C(=O)OC(=O)C2=CC(OC2=CC=C(C=C2)C(C)(C=2C=CC(OC=3C=C4C(=O)OC(=O)C4=CC=3)=CC=2)C)=C1 MQAHXEQUBNDFGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- AMPZBWRBSNODSO-UHFFFAOYSA-N C(C(CCCCC(C(CCCC)C(=O)O)C(=O)O)C(=O)O)C(=O)O Chemical compound C(C(CCCCC(C(CCCC)C(=O)O)C(=O)O)C(=O)O)C(=O)O AMPZBWRBSNODSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001555 benzenes Chemical class 0.000 claims description 4
- BKDVBBSUAGJUBA-UHFFFAOYSA-N bicyclo[2.2.2]oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid Chemical compound C1=CC2C(C(O)=O)C(C(=O)O)C1C(C(O)=O)C2C(O)=O BKDVBBSUAGJUBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 claims description 4
- WOSVXXBNNCUXMT-UHFFFAOYSA-N cyclopentane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1CC(C(O)=O)C(C(O)=O)C1C(O)=O WOSVXXBNNCUXMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ANSXAPJVJOKRDJ-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-f][2]benzofuran-1,3,5,7-tetrone Chemical compound C1=C2C(=O)OC(=O)C2=CC2=C1C(=O)OC2=O ANSXAPJVJOKRDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005658 halogenation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000002790 naphthalenes Chemical class 0.000 claims description 4
- YTVNOVQHSGMMOV-UHFFFAOYSA-N naphthalenetetracarboxylic dianhydride Chemical compound C1=CC(C(=O)OC2=O)=C3C2=CC=C2C(=O)OC(=O)C1=C32 YTVNOVQHSGMMOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 3
- ZBOLYDUBEGGDKS-UHFFFAOYSA-N 1,6,7,12-tetrachloroperylene-3,4,9,10-tetracarboxylic acid Chemical compound C=12C3=C(Cl)C=C(C(O)=O)C2=C(C(O)=O)C=C(Cl)C=1C1=C(Cl)C=C(C(O)=O)C2=C1C3=C(Cl)C=C2C(=O)O ZBOLYDUBEGGDKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- QZHXKQKKEBXYRG-UHFFFAOYSA-N 4-n-(4-aminophenyl)benzene-1,4-diamine Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1NC1=CC=C(N)C=C1 QZHXKQKKEBXYRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- WSRHMJYUEZHUCM-UHFFFAOYSA-N perylene-1,2,3,4-tetracarboxylic acid Chemical compound C=12C3=CC=CC2=CC=CC=1C1=C(C(O)=O)C(C(O)=O)=C(C(O)=O)C2=C1C3=CC=C2C(=O)O WSRHMJYUEZHUCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 41
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 150000002367 halogens Chemical group 0.000 description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 8
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 7
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 7
- HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N Trichloro(2H)methane Chemical compound [2H]C(Cl)(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N 0.000 description 6
- QHHKLPCQTTWFSS-UHFFFAOYSA-N 5-[2-(1,3-dioxo-2-benzofuran-5-yl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropan-2-yl]-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1=C2C(=O)OC(=O)C2=CC(C(C=2C=C3C(=O)OC(=O)C3=CC=2)(C(F)(F)F)C(F)(F)F)=C1 QHHKLPCQTTWFSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- LVPYYSKDNVAARK-UHFFFAOYSA-N 4-n-[4-(4-amino-n-(4-aminophenyl)anilino)phenyl]-4-n-(4-aminophenyl)benzene-1,4-diamine Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1N(C=1C=CC(=CC=1)N(C=1C=CC(N)=CC=1)C=1C=CC(N)=CC=1)C1=CC=C(N)C=C1 LVPYYSKDNVAARK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YRITVODHCMDVSY-VEGPOJNRSA-N [(2r,3s,5r)-5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(phosphonooxymethyl)oxolan-3-yl] [(2r,3s)-3-hydroxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl hydrogen phosphate Chemical compound O=C1NC(=O)C(C)=CN1C1O[C@H](COP(O)(=O)O[C@@H]2[C@H](O[C@H](C2)N2C3=NC=NC(N)=C3N=C2)COP(O)(O)=O)[C@@H](O)C1 YRITVODHCMDVSY-VEGPOJNRSA-N 0.000 description 2
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N peryrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=3C2=C2C=CC=3)=C3C2=CC=CC3=C1 CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 1,4-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=C(N)C=C1 CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HIXDQWDOVZUNNA-UHFFFAOYSA-N 2-(3,4-dimethoxyphenyl)-5-hydroxy-7-methoxychromen-4-one Chemical compound C=1C(OC)=CC(O)=C(C(C=2)=O)C=1OC=2C1=CC=C(OC)C(OC)=C1 HIXDQWDOVZUNNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WEHZNZTWKUYVIY-UHFFFAOYSA-N 3-oxabicyclo[3.2.2]nona-1(7),5,8-triene-2,4-dione Chemical compound O=C1OC(=O)C2=CC=C1C=C2 WEHZNZTWKUYVIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- KGVOLFXAKOWTCR-UHFFFAOYSA-N cbdive_012173 Chemical compound C12=CC=C(N)C=C2C2C3=CC=C(N)C=C3C1C1=CC=CC=C12 KGVOLFXAKOWTCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1067—Wholly aromatic polyimides, i.e. having both tetracarboxylic and diamino moieties aromatically bound
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
- B01D53/228—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1003—Preparatory processes
- C08G73/1007—Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1039—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors comprising halogen-containing substituents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2379/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
- C08J2379/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08J2379/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺及其制备方法，该聚酰亚胺由一种或两种含卤原子取代的二氨基三蝶烯与一种或两种四羧酸二酐聚合而成的共聚物，或由一种或两种含卤原子取代的二氨基三蝶烯衍生物与一种或两种四羧酸二酐聚合而成的共聚物；共聚物的聚合度取值范围为1～10000；该聚酰亚胺具有优异的气体分离性能，其制备成膜后可作为气体分离薄膜在沼气分离应用中能够有效从CH4和CO2的气体混合物中分离出CH4；由该种聚合物制备的膜材料可以在气体分离领域中有巨大的应用价值。例如，可以从空气中分别分理处N2和O2；在天然气的纯化过程中除去CO2，得到高纯度的CH4，在合成氨领域用于H2的回收。
Description
技术领域
本发明涉及气体分离膜技术领域，特别涉及一种基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺及其制备方法。
背景技术
分离工业在现代社会工业发展过程中扮演着越来越重要的角色，广泛应用于化工、能源及材料领域。膜分离技术不仅具有高效分离的优点，能够在温和的环境条件下工作，膜分离过程没有相变的发生，具有较低的能耗并且对环境友好，在现代分离工业技术中具有独特的竞争优势，如空气中的富氧富氮，氢气回收等，使用膜分离的方法，其投资成本可节省50％以上，经济效益显著。
目前，气体分离膜材料面临的重大挑战是现有的商业化聚合物对气体透过率较低。卤原子取代由于卤素原子直径大，键长较长，能够增加聚合物的比表面积从而提高气体在聚合物膜材料中的透过率，而且取代改性能够保持聚合物对气体较高的选择性。例如，全氟化聚合物Heflon AF，Hyflon AD，Cytop，Poly(PFMMD) 等，是特殊的气体分离聚合物膜。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有优异的气体分离性能的基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺。
本发明的另一目的是提供一种上述基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺的制备方法。
本发明的另一目的是提供一种采用上述基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺制备的气体分离膜。
为此，本发明技术方案如下：
一种基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺，其为由一种含卤原子取代的二氨基三蝶烯与一种四羧酸二酐聚合而成的共聚物，或由一种含卤原子取代的二氨基三蝶烯衍生物与一种四羧酸二酐聚合而成的共聚物。
该共聚物的化学反应方程式如下：
其中，
表示四羧酸二酐；
表示含卤原子取代的二氨基三蝶烯或其衍生物；共聚物的聚合度n的取值范围为1～10000；优选，共聚物数均分子量为50000～150000；
所述含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物为卤原子一取代的二氨基三蝶烯或其衍生物、含卤原子二取代的二氨基三蝶烯或其衍生物或卤原子三取代的二氨基三蝶烯或其衍生物；其具体化学结构式为：
其中，Ar是取代或者未取代的芳香族化合物，具体为苯、苯的衍生物、萘、萘的衍生物；X为Cl、Br或I；
所述四羧酸二酐包括但不仅限于4,4'-联苯四甲酸二酐、双环[2.2.2]辛-7-烯 -2,3,5,6-四羧酸二酐、乙二胺四乙酸二酐、1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐、3,4,9,10- 苝四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯酮四甲酸二酐、均苯四甲酸二酐、1,2,4,5-环己烷四甲酸二酐、萘-1,4,5,8-四羧酸二酐、1,2,4,5-环己烷四甲酸二酐、1,6,7,12-四氯苝 -3,4,9,10-四甲酸二酐、1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐、1,6,7,12-四氯四芳基四羧酸二酐、3-甲基戊二酐、meso-丁烷-1,2,3,4-四甲酸二酐、2-溴萘-1,4,5,8-四羧酸1,8,4,5- 二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、二乙烯基三胺基五乙酸二酐、2,6-二溴萘-1,4,5,8- 四甲酸二酐、1,6,2,3-二酐-β-D-吡喃甘露糖、3,3',4,4'-二苯基磺酰基四甲酸二酐、二溴均苯四甲酸二酐、二环己基-3,4,3',4'-四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、三环[6.4.0.0(2,7)]十二烷-1,8,2,7-四羧酸二酐、二乙烯基三胺基五乙酸二酐、3-甲基戊二酐、3-(叔-丁基二甲基硅氧基)戊二酐、二萘嵌苯-3,4,9,10- 四甲酸二酐、双酚A二酐、六氟二酐(6FDA)、SBIDA、N,N,N',N'-四(对氨基苯基)对苯二胺(TPDA)、螺芴二酐(SBFDA)、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐 (BTDA)、二乙基蒽二酐(EA-DA)。
一种基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺，其为由一种或两种含卤原子取代的二氨基三蝶烯与两种四羧酸二酐聚合而成的共聚物，或由一种或两种含卤原子取代的二氨基三蝶烯衍生物与两种四羧酸二酐聚合而成的共聚物。
该共聚物的其中一种情况的化学反应方程式如下：
其中，
分别表示两种不同的四羧酸二酐；
分别表示两种不同的含卤原子取代的二氨基三蝶烯或其衍生物；共聚物的聚合度(m+n)的取值范围为1～10000；优选，共聚物数均分子量为50000～150000；
所述含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物选自卤原子一取代的二氨基三蝶烯或其衍生物、含卤原子二取代的二氨基三蝶烯或其衍生物或卤原子三取代的二氨基三蝶烯或其衍生物；其具体化学结构式为：
其中，Ar是取代或者未取代的芳香族化合物，具体为苯、苯的衍生物、萘、萘的衍生物；X为Cl、Br或I；
所述四羧酸二酐包括但不仅限于4,4'-联苯四甲酸二酐、双环[2.2.2]辛-7-烯 -2,3,5,6-四羧酸二酐、乙二胺四乙酸二酐、1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐、3,4,9,10- 苝四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯酮四甲酸二酐、均苯四甲酸二酐、1,2,4,5-环己烷四甲酸二酐、萘-1,4,5,8-四羧酸二酐、1,2,4,5-环己烷四甲酸二酐、1,6,7,12-四氯苝 -3,4,9,10-四甲酸二酐、1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐、1,6,7,12-四氯四芳基四羧酸二酐、3-甲基戊二酐、meso-丁烷-1,2,3,4-四甲酸二酐、2-溴萘-1,4,5,8-四羧酸1,8,4,5- 二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、二乙烯基三胺基五乙酸二酐、2,6-二溴萘-1,4,5,8- 四甲酸二酐、1,6,2,3-二酐-β-D-吡喃甘露糖、3,3',4,4'-二苯基磺酰基四甲酸二酐、二溴均苯四甲酸二酐、二环己基-3,4,3',4'-四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、三环[6.4.0.0(2,7)]十二烷-1,8,2,7-四羧酸二酐、二乙烯基三胺基五乙酸二酐、3-甲基戊二酐、3-(叔-丁基二甲基硅氧基)戊二酐、二萘嵌苯-3,4,9,10- 四甲酸二酐、双酚A二酐、六氟二酐(6FDA)、SBIDA、N,N,N',N'-四(对氨基苯基)对苯二胺(TPDA)、螺芴二酐(SBFDA)、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐 (BTDA)、二乙基蒽二酐(EA-DA)。
一种基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺的制备方法，其具体步骤为：
S1、取二氨基三蝶烯溶于二氯甲烷中，得到二氨基三蝶烯溶液；取溴代琥珀酰亚胺溶于二氯甲烷中，得到溴代琥珀酰亚胺溶液；将二氨基三蝶烯溶液缓慢滴加至溴代琥珀酰亚胺溶液中，进行卤代反应；反应结束后，旋蒸除去溶剂，并将所得产物进行色谱柱分离，得到含卤原子取代的二氨基三蝶烯或含卤原子取代的二氨基三蝶烯衍生物；
S2、将含卤原子取代的二氨基三蝶烯或其衍生物与四羧酸二酐溶于间甲酚中，并向反应溶液中加入异喹啉作为催化剂，引发共聚反应；反应结束后，将所得共聚物在乙醇中析出，并经过索氏提取除去聚合物中混有的间甲酚，得到聚酰亚胺。
优选，在步骤S1中，卤代反应的条件：反应温度为10～50℃，反应时间为 1～24h。
优选，在步骤S2中，共聚反应的条件为：反应温度为80～180℃，反应时间为1～24h。
一种采用上述基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺制备而成的气体分离膜。其中，所述气体分离膜为均质膜或非均质膜；所述非均质膜包括中空纤维膜和复合膜的活性分离皮层。
该基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺具有优异的气体分离性能，具体来说，其对He、H2、O2、CO2四种气体透过率很高，而对N2、CH4的气体透过率很低；因此，将该聚酰亚胺制备成膜后可作为气体分离薄膜在沼气分离应用中能够有效从CH4和CO2的气体混合物中分离出CH4；由该种聚合物制备的膜材料可以在气体分离领域中有巨大的应用价值。例如，可以从空气中分别分理处N2和O2；在天然气的纯化过程中除去CO2，得到高纯度的CH4，在合成氨领域用于H2的回收。
附图说明
图1为本发明的实施例1中制备得到的3,6-二溴-2,7-二氨基三蝶烯产品；
图2为本发明的实施例2中制备得到的3,6-二溴-2,7-二氨基三蝶烯-6FDA聚酰亚胺薄膜置于图案上的对比示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
实施例1
取2,6-二氨基三蝶烯284mg，溶于10mL二氯甲烷中，得到二氨基三蝶烯溶液；取溴代琥珀酰亚胺178mg，溶于5mL二氯甲烷中，得到溴代琥珀酰亚胺溶液；将二氨基三蝶烯溶液缓慢滴加至溴代琥珀酰亚胺溶液中，并于室温下反应 12h；反应结束后，旋蒸除去溶剂，并将所得产物进行色谱柱分离，淋洗剂为石油醚与二氯甲烷的体积比为2:1，得到3,6-二溴-2,7-二氨基三蝶烯。
将制备的3,6-二溴-2,7-二氨基三蝶烯进行核磁氢谱1H NMR测试，测试结果为：(400MHz,CDCl3):δ7.36(s,2H),7.30(dd,2H,J1＝5.20Hz,J2＝3.20Hz),6.99 (dd,2H,J1＝5.20Hz,J2＝3.20Hz),6.82(s,2H),5.11(s,2H),3.91(s,4H)；可见，合成结果与设想一致。
实施例2
将通过实施例1制备的3,6-二溴-2,7-二氨基三蝶烯442mg和4,4'-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐444mg溶于1.2mL间甲酚中，并向反应溶液中加入一滴 (0.05mL)异喹啉作为催化剂；将反应溶液的温度升高至160℃，反应2h；反应结束后，将所得聚合物在乙醇中析出，并经过索氏提取除去聚合物中混有的间甲酚，得到3,6-二溴-2,7-二氨基三蝶烯-6FDA聚酰亚胺0.842g，产率为95％。
将3,6-二溴-2,7-二氨基三蝶烯-6FDA聚酰亚胺依次进行核磁氢谱1H NMR测试、红外光谱测试和元素分析测试。具体地，核磁氢谱1H NMR(400MHz,CDCl3) 的测试结果为：δ8.02(s,2H),7.91(s,4H),7.78(s,2H),7.36(d,4H,J＝24.4Hz,), 7.09(s,2H),5.48(s,2H)；红外光谱(FT-IR，wavenumber，cm-1)测试结果为：3460， 3373，3205(m，N-H不对称伸缩振动)，2939(s，C-H不对称伸缩振动)，1618(s， N-H对称伸缩振动)，1600(s，芳环C＝C振动)，1480，1456，1350(芳环C-H振动)；元素分析测试结果为：C39H16Br2F6N2O4，理论量：C，55.06；H，1.88；N， 3.29；测量值：C，54.92；H，1.87；N，4.22。可见，合成结果与设想一致。
实施例3
将通过实施例1制备的3,6-二溴-2,7-二氨基三蝶烯221mg、对苯二胺54mg 和4,4'-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐444mg溶于1.2mL间甲酚中，并向反应溶液中加入一滴(0.05mL)异喹啉作为催化剂；将反应溶液的温度升高至160℃，反应2.5h；反应结束后，将所得聚合物在乙醇中析出，并经过索氏提取除去聚合物中混有的间甲酚，得到3,6-二溴-2,7-二氨基三蝶烯-6FDA：对苯二胺-6FDA共聚聚酰亚胺0.642g。
对3,6-二溴-2,7-二氨基三蝶烯-6FDA：对苯二胺-6FDA共聚聚酰亚胺进行核磁氢谱1H NMR测试。具体地，核磁氢谱1H NMR(400MHz,CDCl3)测试结果为：δ8.05(m,6H),7.94(m,6H),7.78(s,2H),7.63(s,2H),7.42(s,2H),7.36(s,2H), 7.09(s,2H),5.48(s,2H)。可见，合成结果与设想一致。
实施例4
将通过实施例1制备的3,6-二溴-2,7-二氨基三蝶烯442mg、4,4'-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐222mg和对苯二酐109mg溶于1.2mL间甲酚中，并向反应溶液中加入一滴(0.05mL)异喹啉作为催化剂；将反应溶液的温度升高至 170℃，反应3h；反应结束后，将所得聚合物在乙醇中析出，并经过索氏提取除去聚合物中混有的间甲酚，得到3,6-二溴-2,7-二氨基三蝶烯-6FDA：3,6-二溴-2,7- 二氨基三蝶烯-对本二酐(1:1)聚酰亚胺0.712g。
对3,6-二溴-2,7-二氨基三蝶烯-6FDA：3,6-二溴-2,7-二氨基三蝶烯-对本二酐聚酰亚胺进行核磁氢谱1H NMR测试。具体地，核磁氢谱1H NMR(400MHz, CDCl3)测试结果为：δ8.75(s,2H),8.05(m,8H),7.42(s,4H),7.36(s,4H),7.09 (s,4H),5.48(s,4H)。可见，合成结果与设想一致。
从上述三个实施例中可以看出，本申请提出的基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺可以成功实现制备，得到新型的聚酰亚胺材料。
实施例5
对实施例2制备的3,6-二溴-2,7-二氨基三蝶烯-6FDA聚酰亚胺(PI-1)进行气体分离性能的测试：取200mg 3,6-二溴-2,7-二氨基三蝶烯-6FDA聚酰亚胺溶于10mL氯仿中，通过溶剂挥发的方式制得厚度均匀的聚酰亚胺薄膜。该聚酰亚胺薄膜在35℃，2bar纯气压力测试条件下的气体透过率如下表1所示：
表1：
| PI-1 | He | H<sub>2</sub> | N<sub>2</sub> | O<sub>2</sub> | CH<sub>4</sub> | CO<sub>2</sub> |
| 气体透过率(Barrer) | 384 | 678 | 33 | 151 | 33 | 764 |
| 扩散系数*10<sup>-8</sup>(cm<sup>2</sup> s<sup>-1</sup>) | 123 | 160 | 9.37 | 28 | 2.95 | 15.9 |
| 溶解度系数(cc cc<sup>-1</sup>cmHg<sup>-1</sup>) | 3.13 | 4.23 | 3.51 | 5.38 | 11.1 | 48.1 |
从表1的测试结果可以看出，该3,6-二溴-2,7-二氨基三蝶烯-6FDA聚酰亚胺薄膜薄膜对He、H2、O2、CO2四种气体透过率很高，而对N2、CH4的气体透过率很低；因此，可以预见地，该气体分离薄膜在沼气分离应用中能够有效从CH4和CO2的气体混合物中分离出CH4；由该种聚合物制备的膜材料可以在气体分离领域中有巨大的应用价值。例如，可以从空气中分别分理处N2和O2；在天然气的纯化过程中除去CO2，得到高纯度的CH4，在合成氨领域用于H2的回收。
Claims (7)
1.一种基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺，其特征在于，其为由一种含卤原子取代的二氨基三蝶烯与一种四羧酸二酐聚合而成的共聚物，或由一种含卤原子取代的二氨基三蝶烯衍生物与一种四羧酸二酐聚合而成的共聚物；其中，共聚物的聚合度取值范围为1～10000；
所述含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物的化学结构式为：
其中，Ar为苯、苯的衍生物、萘或萘的衍生物；X为Cl、Br或I；
所述四羧酸二酐为4,4'-联苯四甲酸二酐、双环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、乙二胺四乙酸二酐、1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐、3,4,9,10-苝四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯酮四甲酸二酐、均苯四甲酸二酐、1,2,4,5-环己烷四甲酸二酐、萘-1,4,5,8-四羧酸二酐、1,2,4,5-环己烷四甲酸二酐、1,6,7,12-四氯苝-3,4,9,10-四甲酸二酐、1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐、1,6,7,12-四氯四芳基四羧酸二酐、3-甲基戊二酐、meso-丁烷-1,2,3,4-四甲酸二酐、2-溴萘-1,4,5,8-四羧酸1,8,4,5-二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、二乙烯基三胺基五乙酸二酐、2,6-二溴萘-1,4,5,8-四甲酸二酐、1,6,2,3-二酐-β-D-吡喃甘露糖、3,3',4,4'-二苯基磺酰基四甲酸二酐、二溴均苯四甲酸二酐、二环己基-3,4,3',4'-四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、三环[6.4.0.0(2,7)]十二烷-1,8,2,7-四羧酸二酐、二乙烯基三胺基五乙酸二酐、3-甲基戊二酐、3-(叔-丁基二甲基硅氧基)戊二酐、二萘嵌苯-3,4,9,10-四甲酸二酐、双酚A二酐、六氟二酐、SBIDA、N,N,N',N'-四(对氨基苯基)对苯二胺、螺芴二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐或二乙基蒽二酐。
2.一种基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺，其特征在于，其为由一种或两种含卤原子取代的二氨基三蝶烯与两种四羧酸二酐聚合而成的共聚物，或由一种或两种含卤原子取代的二氨基三蝶烯衍生物与两种四羧酸二酐聚合而成的共聚物；其中，共聚物的聚合度取值范围为1～10000；
所述含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物选自具有如下化学结构式的化合物：
其中，Ar为苯、苯的衍生物、萘或萘的衍生物；X为Cl、Br或I；
所述四羧酸二酐选自4,4'-联苯四甲酸二酐、双环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、乙二胺四乙酸二酐、1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐、3,4,9,10-苝四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯酮四甲酸二酐、均苯四甲酸二酐、1,2,4,5-环己烷四甲酸二酐、萘-1,4,5,8-四羧酸二酐、1,2,4,5-环己烷四甲酸二酐、1,6,7,12-四氯苝-3,4,9,10-四甲酸二酐、1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐、1,6,7,12-四氯四芳基四羧酸二酐、3-甲基戊二酐、meso-丁烷-1,2,3,4-四甲酸二酐、2-溴萘-1,4,5,8-四羧酸1,8,4,5-二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、二乙烯基三胺基五乙酸二酐、2,6-二溴萘-1,4,5,8-四甲酸二酐、1,6,2,3-二酐-β-D-吡喃甘露糖、3,3',4,4'-二苯基磺酰基四甲酸二酐、二溴均苯四甲酸二酐、二环己基-3,4,3',4'-四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、三环[6.4.0.0(2,7)]十二烷-1,8,2,7-四羧酸二酐、二乙烯基三胺基五乙酸二酐、3-甲基戊二酐、3-(叔-丁基二甲基硅氧基)戊二酐、二萘嵌苯-3,4,9,10-四甲酸二酐、双酚A二酐、六氟二酐、SBIDA、N,N,N',N'-四(对氨基苯基)对苯二胺、螺芴二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐、二乙基蒽二酐。
3.一种根据权利要求1或2所述的基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，步骤如下：
S1、取二氨基三蝶烯或二氨基三蝶烯衍生物溶于二氯甲烷中，得到二氨基三蝶烯溶液或二氨基三蝶烯衍生物溶液；取溴代琥珀酰亚胺溶于二氯甲烷中，得到溴代琥珀酰亚胺溶液；将二氨基三蝶烯溶液或二氨基三蝶烯衍生物溶液缓慢滴加至溴代琥珀酰亚胺溶液中，使二者发生卤代反应；反应结束后，旋蒸除去溶剂，并将所得产物进行色谱柱分离，得到含卤原子取代的二氨基三蝶烯或含卤原子取代的二氨基三蝶烯衍生物；
S2、将含卤原子取代的二氨基三蝶烯或其衍生物与四羧酸二酐溶于间甲酚中，并向反应溶液中加入异喹啉作为催化剂，引发共聚反应；反应结束后，将所得共聚物在乙醇中析出，并经过索氏提取除去聚合物中混有的间甲酚，得到聚酰亚胺。
4.根据权利要求3所述的基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，卤代反应的条件：反应温度为10～50℃，反应时间为1～24h。
5.根据权利要求3所述的基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，共聚反应的条件为：反应温度为80～180℃，反应时间为1～24h。
6.一种采用如权利要求1或2所述的基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺制备而成的气体分离膜。
7.根据权利要求6所述的气体分离膜，其特征在于，所述气体分离膜为均质膜或非均质膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011512772.5A CN112521605A (zh) | 2020-12-20 | 2020-12-20 | 基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011512772.5A CN112521605A (zh) | 2020-12-20 | 2020-12-20 | 基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112521605A true CN112521605A (zh) | 2021-03-19 |
Family
ID=75001759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011512772.5A Pending CN112521605A (zh) | 2020-12-20 | 2020-12-20 | 基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112521605A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105037383A (zh) * | 2015-06-11 | 2015-11-11 | 华侨大学 | 高纯度蝶烯四酸二酐及其合成方法以及基于蝶烯四酸二酐合成的聚酰亚胺 |
| EP3004212A2 (en) * | 2013-06-06 | 2016-04-13 | King Abdullah University Of Science And Technology | Triptycene-based dianhydrides, polyimides, methods of making each, and methods of use |
| CN107011180A (zh) * | 2016-01-27 | 2017-08-04 | 华中科技大学 | 2,6-二氨基三蝶烯的两种对映异构体及其检测分离方法 |
| CN108291028A (zh) * | 2015-10-08 | 2018-07-17 | 阿卜杜拉国王科技大学 | 邻位取代的基于三蝶烯的二胺、单体和聚合物，其制备方法及用途 |
| CN108579471A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-09-28 | 南京工业大学 | 一种三蝶烯基聚酰亚胺分离膜的制备方法 |
| CN109081939A (zh) * | 2018-07-28 | 2018-12-25 | 成都市水泷头化工科技有限公司 | 一种兼具导电性和磁性的聚酰亚胺复合薄膜及制备方法 |
| CN109400620A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-03-01 | 华侨大学 | 氯代三蝶烯四甲酸二酐化合物及其制备方法和聚酰亚胺及其制备方法 |
| CN109485654A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-03-19 | 华侨大学 | 溴代三蝶烯四甲酸二酐化合物及其制备方法和聚酰亚胺及其制备方法 |
-
2020
- 2020-12-20 CN CN202011512772.5A patent/CN112521605A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3004212A2 (en) * | 2013-06-06 | 2016-04-13 | King Abdullah University Of Science And Technology | Triptycene-based dianhydrides, polyimides, methods of making each, and methods of use |
| CN105037383A (zh) * | 2015-06-11 | 2015-11-11 | 华侨大学 | 高纯度蝶烯四酸二酐及其合成方法以及基于蝶烯四酸二酐合成的聚酰亚胺 |
| CN108291028A (zh) * | 2015-10-08 | 2018-07-17 | 阿卜杜拉国王科技大学 | 邻位取代的基于三蝶烯的二胺、单体和聚合物，其制备方法及用途 |
| CN107011180A (zh) * | 2016-01-27 | 2017-08-04 | 华中科技大学 | 2,6-二氨基三蝶烯的两种对映异构体及其检测分离方法 |
| CN108579471A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-09-28 | 南京工业大学 | 一种三蝶烯基聚酰亚胺分离膜的制备方法 |
| CN108619924A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-10-09 | 南京工业大学 | 一种三蝶烯基聚酰亚胺分离膜 |
| CN109081939A (zh) * | 2018-07-28 | 2018-12-25 | 成都市水泷头化工科技有限公司 | 一种兼具导电性和磁性的聚酰亚胺复合薄膜及制备方法 |
| CN109400620A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-03-01 | 华侨大学 | 氯代三蝶烯四甲酸二酐化合物及其制备方法和聚酰亚胺及其制备方法 |
| CN109485654A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-03-19 | 华侨大学 | 溴代三蝶烯四甲酸二酐化合物及其制备方法和聚酰亚胺及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 丁孟贤: "《聚酰亚胺--化学、结构与性能的关系及材料》", 31 December 2006, 科学出版社 * |
| 藏雨等: "《气体分离膜材料科学》", 31 January 2017, 哈尔滨工业大学出版社 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106674560B (zh) | 一种含有冠醚微孔的聚酰亚胺类自具微孔聚合物膜及其制备方法 | |
| CN112574412A (zh) | 基于二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺及其制备方法 | |
| EP0658126B1 (en) | Gas separation membranes made from blends of aromatic polyimide, polyamide or polyamide-imide polymers | |
| Eguchi et al. | Chemically cross-linkable polyimide membranes for improved transport plasticization resistance for natural gas separation | |
| EP0410793A1 (en) | Method of gas separation and membranes therefor | |
| Kawakami et al. | Gas transport properties of soluble aromatic polyimides with sulfone diamine moieties | |
| US11850557B2 (en) | Intrinsically microporous ladder-type Tröger's base polymers | |
| US20140047976A1 (en) | Cardo-Polybenzoxazole Polymer/Copolymer Membranes For Improved Permeability And Method For Fabricating The Same | |
| US20200165189A1 (en) | Pseudo tröger's base amines and microporous polymers derived from pseudo tröger's base amines | |
| Ma et al. | Polyimide gas separation membranes | |
| CN106279685A (zh) | 基于特勒格碱结构的聚酰亚胺材料、其制备方法及应用 | |
| Deng et al. | Gas transport property of the binaphthyl-based polyimide membranes | |
| EP3464420A1 (en) | Diamines, polyimides, methods of making each, and methods of use | |
| CN111533731B (zh) | 一种含亚胺环二苯胺取代吡啶二胺单体及制备方法、特勒格碱基聚合物及制备方法和应用 | |
| CN102491911A (zh) | 一种二胺单体、其合成方法和由其制备的聚酰亚胺 | |
| US11007491B2 (en) | Aromatic co-polyimide gas separation membranes derived from 6FDA-6FpDA-type homo-polyimides | |
| US11001672B2 (en) | Polyimide, dianhydride monomers, and polymers, methods of making and uses thereof | |
| CN112521605A (zh) | 基于含卤原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制备的气体分离用聚酰亚胺及其制备方法 | |
| CN101733027A (zh) | 含有柔性链段聚醚的聚酰亚胺膜材料及均质膜的制备方法 | |
| CN111423583B (zh) | 一种引入呋喃结构的聚酰亚胺树脂及其制备方法 | |
| KR102152278B1 (ko) | Bcda 기반의 부분-지환족 폴리이미드 기체분리막 소재 및 이의 제조방법 | |
| KR20150100029A (ko) | 폴리이미드-폴리에틸렌글리콜 공중합체 투과증발막 및 그 제조방법 | |
| Yoo et al. | Propylene/Propane Separation Through Polyimides Containing Bulky Ethyl Substituents | |
| JP2001040089A (ja) | ポリイミド樹脂、その製造法及びこれからなる気体分離膜 | |
| CN115869788B (zh) | 具有三蝶烯基结构的聚酰亚胺无规共聚物及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210319 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |