通过分子结构设计,开发出含芳杂环和酰胺键的新型二胺化合物是突破这一技术瓶颈的关键.这类化合物的结构特征在于:喹啉,萘啶等芳杂环骨架通过酰胺键与氨基苯基相连.典型代表如N2,N6-双(4-氨基苯基)喹啉-2,6-二羧甲酰胺等化合物,其合成路线采用三步反应:
1.酰氯化反应:以DMF催化喹啉二甲酸与SOCl2反应
2.偶联反应:在THF溶剂中与硝基苯胺缩合
3.氢化还原:Pd/C催化硝基还原为氨基
将新型二胺化合物与四羧酸二酐(如联苯四酸二酐,均苯四酸二酐)共聚时,采用分步加料法和低温控温技术至关重要.实验数据表明:当反应温度控制在4-15℃范围内,NMP溶剂中获得的聚酰胺酸溶液粘度稳定在5500±200mPa·s,分子量分布更为均匀.相比传统配方,含30%芳杂环二胺的聚合物可使薄膜CTE从15ppm/K降至4ppm/K,拉伸强度提升40%以上.