雙馬來酰亞胺

雙馬來酰亞胺（bismaleimide）簡稱BMI，是雙官能團化合物，其雙活性端基為馬來酰亞胺（順丁烯二酰亞胺，酰亞胺類），具有羰基，含氮環氧樹脂，加工成型時通過端基的不飽和性進行固化，且固化過程不會產生揮發性的物質，將利於加工成型複合材料。

新型耐熱高聚物BMI的運用發展迅速，其加工成型的條件相對不是十分的困難，而且它的價格也比較便宜。主要運用於塗料如隱身材料、壓塑料以及膠黏劑等產品，用間接法合成在加工中沒有揮發性物質放出，從而使製得的產品無氣體空隙，當然其主要還是作為複合材料的母體樹脂。其突出的耐熱、耐濕熱性在200℃～220℃下經10000小時老化後仍沒有明顯的降解現象出現，而耐輻射和耐化學品使其在5×109rad的照射下不會發生機械性能的變化，兼具有良好的介電性能。在航天航空和機電等高科技領域都有它的身影。BMI兼具聚酰亞胺樹脂的耐熱、耐侯、耐濕熱的特點，還具有相當於環氧樹脂的成型工藝性，是當前備受青睞的高性能聚合物產品。

主要合成方法簡介

要合成雙馬來酰亞胺樹脂首先需要合成BMI單體，普遍的合成路線是將馬來酸酐和二元胺以2：1的比例反應生成雙馬來酰亞胺酸，而BMI單體是通過雙馬來酰亞胺酸環化合成的。當然選用不同的二胺和馬來酸酐，在適當的工藝條件下可以得到特定的單體，以便後期合成特定的BMI樹脂。單體一般不溶於乙醇、丙酮，只溶於強極性二甲基酰胺等溶劑，所以其合成有特定的工藝要求。

實驗室雙馬來酰亞胺的製備

在裝有攪拌棒、溫度計和滴液漏斗的三口瓶固定在攪拌器上，往三口瓶加入0.22mol順酐、100mL N,N-二甲基甲酰胺（無水），在100℃下、0.1mol二甲基甲酰胺先溶於 N,N-二甲基甲酰胺（無水）再用滴液漏斗在1h間滴完,恆溫1h,往反應液中加入1.5g醋酸鈉和0.5mol醋酸酐,接着反應2h,之後倒入分離溶劑中,洗滌、用適當的溫度下烘乾,得到的產物即為雙馬來酰亞胺。 在此反應的過程中首先生成的中間產物為馬來酰亞胺酸，其經脫水之後生成酰亞胺。最後在分離溶劑作用下生成雙馬來酰亞胺。 新型雙馬來酰亞胺的合成工藝：在三口瓶中3，3』—二甲基—4,4』—二胺基二苯基甲烷與定量的順丁烯二酸酐在均相的反應體系中，邊加入邊攪拌，觀察三口瓶當順丁烯二酸酐溶解完全之後，往反應體系中逐漸的加入MDAPM，當反應達到一定的時間之後，逐漸升高溫度同時加入定量的醋酸與無水醋酸鈉，調節反應的溫度到預定溫度之後保持此溫度反應10h，反應完成之後冷卻降溫。產品用冷水析出反覆水洗之後，用1%的碳酸氫鈉溶液浸泡到中性。最後過濾掉浸液，並乾燥，產物為黃色粉末狀。
另一種雙馬來酰亞胺是在三口瓶中將2,2—雙（4—氨基苯氧基苯基）異丙烷逐步的加入到溶解於丙酮的定量的順丁烯二酸酐的非均相的反應體系中通過兩步合成，第一步在反應溫度下，反應完全之後，抽濾，並乾燥，得到黃色的雙馬來酰胺酸。第二步將得到的雙馬來酰胺酸放入裝有無水醋酸鈉、醋酸酐和丙酮的三口瓶中，緊接着攪拌升高溫度到回流溫度，之後在回流溫度下反應，等到幾小時之後雙馬來酰胺酸充分脫水，然後冷卻，迅速的將反應液倒入冰水中攪拌沉析，再用大量的水洗滌沉析物，於碳酸氫鈉溶液浸泡到中性，抽濾，並乾燥得到黃色產物。 3，3』—二甲基—4，4』—二馬來酰亞胺基二苯基甲烷,和2,2—雙（4—馬來酰亞胺基苯氧基苯基）異丙烷。

BMI樹脂的合成方法

強極性溶劑中

選強極性溶劑二甲基甲酰胺為反應介質，而催化劑選用乙酸鈉或者乙酸鎳，1mol二元胺和2mol馬來酸酐（MA）在強極性溶劑中參與反應，生成BMIA，緊接着用乙酸酐為水的吸收劑，在371K左右環境下進行脫水反應，最後BMIA脫水環化生成了BMI。 在二甲基甲酰胺為溶劑的反應流程中，其中間產物是BMIA，而BMIA可溶於DMF中，產物和溶劑的相溶使反應體系處於均相，這樣將有利於此反應進行順利，本反應過程其產率相對來說較高；當然其不足之處在於所使用溶劑不僅毒性較大、生產成本較高，而且獲得的產品質量也較差。

丙酮為反應的溶劑中

選用丙酮為反應的溶劑時，加乙酸鎳為反應的催化劑，同樣以乙酸酐為水的吸收劑，反應環境則在回流的條件下進行。為了生產出較純的產品，提高產品質量，選用此反應不僅副反應少、溶劑的價格便宜，而且毒性低，不足之處在於BMIA是以固體的形勢從溶劑中析出、反應體系不均勻、溶劑回收率不高用量過大。

不加溶劑

在反應中不加溶劑，而用熱脫水閉環法合成BMI，熱脫水閉環法出現於上世紀90年代初，此方法用強極性的甲苯、DMF和二氯乙烷為混合溶劑，選用甲苯磺酸鈉作為反應中間產物的脫水劑，最後要在較高溫度下對中間產物進行脫水環化以得到BMI。用該種方法反應體系將始終處於均相狀態、有不錯的產率、三廢的排放量少從而降低了成本，其不足之處在於脫水時間較長，從而影響整個生產周期。

結論

以馬來酸酐和二元胺為原料，經過過一定的反應生成雙馬來酰亞胺單體，單體經過縮聚脫水而得到產物的過程。其中綜合考慮問題以熱脫水閉環法生產比較適合工業生產。