六氟二酐(4, 4' -(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐、6FDA),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最大的二酐单体。由六氟二酐合成的聚酰亚胺玻璃化温度通常在300°C以上,机械性能和电性能均衡性良好,至今仍是最具代表性的含氟聚酰亚胺。
用途六氟二酐(6FDA)作为有机合成中间体和医药中间体,主要用于实验室研发过程和化工医药合成过程中,尤其是作为电子材料聚合物的应用。
合成方法六氟二酐的制备方法包括以下步骤:
第一步:在100mL烧瓶中加入40mL无水乙酸酐(0.42mol),再加入经双锥回转真空干燥后的六氟四酸(0.1mol)共48g,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,析出白色结晶,过滤后在132℃、0.09Mpa下减压干燥12小时,得六氟二酐粗品31.7g,熔点为246.5~246.7℃,闭环率为98.0%。
第二步:另取100mL烧瓶,加入20mL无水三氟乙酸酐(0.14mol),再将第一步得到的六氟二酐粗品31.7g(0.07mol)加入其中。搅拌加热至回流(38℃±1℃),保温反应2h后同样处理,最终得到24.8g六氟二酐成品,闭环率为99.8%。
a. 低介电常数:普通的聚酰亚胺的介电常数约为3.4,加入6FDA后可降至2.5。这显著降低了信号延迟和损耗,在电气应用中具有重要意义。
b. 透明性及可控折射率:通过添加6FDA可以使聚酰亚胺变透明,并根据需要调节其折射率,适用于光学元件的生产。
c. 化学及热稳定性:引入氟原子后,由于氟原子的强负电性,可显著提高聚酰亚胺的化学及热稳定性,使其在特殊环境下也能正常工作。
d. 润滑性:低极性的氟原子降低了含氟类聚酰亚胺材料的表面自由能,使其具有光滑表面和较小摩擦力。
e. 用6FDA合成的含氟聚酰亚胺材料具备优秀的抗热氧化性、高温熔融性和耐辐射性能,是宇航工业首选的结构材料。
制备从芳香族四酸分子内脱水制备相应的芳香族二酐通常有两种方法:
这两种方法适用于除六氟二酐外的其他五种应用最广泛的二酐单体:均苯四甲酸二酐(PMDA)、联苯四甲酸二酐(BPDA)、二苯醚四甲酸二酐(ODPA)、二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)和双酚A型二酐(BPADA)。
中文名称 | 英文名称 | CAS号 | 化学式 | 分子量 |
---|---|---|---|---|
4,4,-(2,2,2-三氟-1-三氟甲基)亚乙基双(1,2-苯二甲酸) | 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic acid | 3016-76-0 | C19H10F6O8 | 480.274 |
2,2-双(3,4-二甲苯基)六氟丙烷 | 2,2-bis(3,4-dimethylphenyl)hexafluoropropane | 65294-20-4 | C19H18F6 | 360.342 |
中文名称 | 英文名称 | CAS号 | 化学式 | 分子量 |
---|---|---|---|---|
4,4,-(2,2,2-三氟-1-三氟甲基)亚乙基双(1,2-苯二甲酸) | 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic acid | 3016-76-0 | C19H10F6O8 | 480.274 |
—— | Diethyl 4,4'-(2,2,2-trifluoro-1-(trifluoromethyl)ethylidene)diphthalate | 71550-47-5 | C23H18F6O8 | 536.382 |
—— | 5-[1-(1,3-dioxoisoindolin-5-yl)-2,2,2-trifluoro-1-(trifluoromethyl)ethyl]isoindoline-1,3-dione | 135205-73-1 | C19H8F6N2O4 | 442.274 |
—— | bis-N,N'-(1-(3-aminopropyl)-4-methylpiperazine)-4,4′-(hexafluoroisopropylidene)diphthalimide | —— | C35H40F6N6O4 | 722.731 |
—— | N,N'-diacetyl chloride(hexafluoroisopropylidene diphthalimide) | 294871-88-8 | C23H10Cl2F6N2O6 | 595.239 |
—— | 3-[5-[2-[2-(5-Carboxy-2-methylphenyl)-1,3-dioxoisoindol-5-yl]-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropan-2-yl]-1,3-dioxoisoindol-2-yl]-4-methylbenzoic acid | 159523-64-5 | C35H20F6N2O8 | 710.543 |
—— | 2,2-bis[N-(4-chloroformylphenyl)phthalimidyl]hexafluoropropane | 133418-67-4 | C33H14Cl2F6N2O6 | 719.38 |
—— | 4,4'-hexafluoroisopropylidenebis[4-(N,N-diphenylamino)phenyl phthalimide] | 1334537-72-2 | C55H34F6N4O4 | 928.89 |