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六氟二酐(6FDA)的制备方法

发布日期:2021/1/21 13:38:12

背景及概述[1]

六氟二酐(6FDA),也即4,4’-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐,是六种应用最广泛的二酐单体之一,也是目前无色透明聚酰亚胺中使用量的二酐单体。由六氟二酐合成的聚酰亚胺的玻璃化温度通常在300℃以上,机械性能和电性能均衡性良好,到目前为止仍是最具有代表性的含氟聚酰亚胺。

制备[1-2]

报道一、

六氟二酐的制备方法具有以下步骤:

①在100mL的烧瓶中加入40mL的无水乙酸酐(0.42mol),然后将48g经双锥回转真空干燥后的六氟四酸(0.1mol)加入到烧瓶中,搅拌加热至回流(139℃±1℃),保温反应4h,得到无色透明溶液。

反应结束后,用冰水浴冷却,析出六氟二酐白色结晶,过滤,滤饼在双锥回转真空干燥机中,在132℃的温度以及0.09Mpa的压力下减压干燥12h,得到31.7g的六氟二酐粗品,熔点为246.5~246.7℃。经检测,闭环率为98.0%。

②在100mL的烧瓶中加入20mL的无水三氟乙酸酐(0.14mol),然后将步骤①得到的31.7g的六氟二酐粗品(0.07mol)加入到烧瓶中,搅拌加热至回流(38℃±1℃)保温反应2h,得到无色透明溶液。反应结束后,用冰水浴冷却,析出六氟二酐白色结晶,过滤,滤饼在双锥回转真空干燥机中,在32℃的温度以及0.09Mpa的压力下减压干燥12h,得到24.8g的六氟二酐成品。经检测,闭环率为99.8%。

报道二、

a)制备六氟邻苯四腈:在室温下,向三颈烧瓶内依次加入0.2mol三水合六氟丙酮、0.2mol邻苯二腈和1.0mol苯磺酸,在搅拌条件下溶解,氮气置换瓶内空气,在150~160℃回流60h。反应结束冷却至室温后,加入少量二氯甲烷搅拌,水洗和碱洗三次,萃取并合并有机相。水相经除水处理得甲烷磺酸,可重复使用。有机相经碳酸氢钠水溶液中和处理、无水硫酸镁干燥处理后,旋转蒸发除掉有机溶剂,除去有机相中溶剂及部分未反应完的邻苯二腈,得到六氟邻苯四腈粗产品,经重结晶后得到六氟邻苯四腈纯品,反应总收率为84%;

b)六氟邻苯四腈水解生成六氟四酸:在三颈烧瓶内依次加入0.03mol步骤a)中得到的六氟邻苯四腈纯品、20g氢氧化钾、40ml水和100ml甲醇,在110℃下加热回流40h,进行水解,随后再加入适量的浓盐酸,调节pH值到1~2,获得大量的沉淀物,将沉淀物过滤分离出并水洗后得到100%转换率的六氟四酸;

c)六氟四酸脱水酸酐化生成六氟二酐:在三颈烧瓶内加入0.05mol醋酸酐、100ml甲苯溶剂和步骤b)中所得的0.01mol六氟四酸,在120℃加热回流10h,得到六氟二酐粗产品,将六氟二酐粗产品重结晶,得到六氟二酐纯品,转化率为96%。

应用[3-4]

CN201711413740.8公开了一种利用六氟二酐制备聚酰亚胺薄膜的方法。利用3,4-二氟苯甲醛、对硝基苯乙酮、乙酸铵和乙酸制得二硝基单体4-(3,4-二氟苯基)-2,6双(4-硝基苯基)吡啶,再加入水合肼反应制得二胺单体4-(3,4-二氟苯基)-2,6双(4-氨基苯基)吡啶,再与六氟二酐(6FDA)反应制得前驱体聚酰胺酸(PAA)溶液,在模具上流延成膜,然后将模具放在80℃的烘箱里过夜,之后放入马弗炉中进行热亚胺化反应,最后制得聚酰亚胺薄膜。本发明方法操作简单,易于大规模推广应用,且制得的聚酰亚胺聚酰亚胺薄膜具有优异的耐热性、疏水性,良好的拉伸性能、耐溶剂性和一定的形状记忆性能,在军工方面、航天航空方面有一定的应用前景。

CN201911208440.5公开了一种挠性印刷电路板基材用双向拉伸聚酰亚胺薄膜及制备方法,其方法包括:S1:原料准备:按以下重量份称取材料:芳香族二元胺1.5~1.8份、刚性芳香族二酐1.3~1.5份、芳香族二酐0.8~1.2份、对氨基苯基三甲氧基硅烷4~8份、芳香族四羧酸6~10份、六氟二酐(6FDA)6~9份、芳香族四羧酸二烷酯5~10份、二氨基二苯醚2~3份、均苯四甲酸酐2~6份和二甲基乙酰胺42~46份;S2:聚合:将称量得到的材料在低压、惰性气体保护条件下进行高温混合。本发明设计合理,能够制得兼具导电性和磁性的聚酰亚胺复合薄膜,以获得符合挠性印刷电路板基材使用要求的专用双向拉伸聚酰亚胺薄膜材料。

参考文献

[1][中国发明,中国发明授权]CN201410722518.6六氟二酐的制备方法

[2][中国发明]CN201910131023.9一种温和条件制备六氟二酐的方法

[3]CN201711413740.8利用六氟二酐制备聚酰亚胺薄膜的方法

[4]CN201911208440.5一种挠性印刷电路板基材用双向拉伸聚酰亚胺薄膜及制备方法

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