[發明專利]一種含噁唑環半芳香聚酰胺及其合成方法

有效

• 申請號: 200810064572.0
• 申請日: 2008-05-23
• 公開（公告）號: CN101280057A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 黃玉東;賀金梅;胡君;谷紅波;姜波;宋元軍;孟令輝
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C08G69/26
• 分類號: C08G69/26;C08G69/28;C08G73/22
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明涉及一種半芳香族尼龍及其合成方法。

背景技術

聚酰胺俗稱為尼龍(PA)，它是含有許多重復的酰胺基團樹脂的總稱。由于其綜合性能優異，居于五大工程塑料之首，主要應用于汽車和電子電氣工業。尼龍作為一種應用廣泛的熱塑性工程材料，現有的品種很多，實際應用較廣泛的脂肪族尼龍有尼龍6，尼龍66，尼龍610，尼龍1010等。由于分子主鏈由脂肪鏈構成，耐熱性不足，不能用于要求耐高溫的應用領域，大大限制了它在高新技術領域的應用。全芳香族尼龍熔點太高，難于加工成型。人們試圖通過在芳香聚酰胺分子鏈中引入柔性鏈段(如亞甲基，亞乙氧基)、大的側鏈基團(如苯基，芳基，t-丁基)來降低芳香聚酰胺的熔點，使其易于加工成型。半芳香聚酰胺就是通過這種途徑制得的一類綜合性能優良的聚酰胺材料。但是現有半芳香聚酰胺的耐熱溫度較低(玻璃化轉變溫度最高可達126℃，其熔融溫度最高可達320℃)，無法代替汽車、航空航天和微電子工業等領域中的金屬和陶瓷。

發明內容

本發明提供了一種含噁唑環半芳香聚酰胺及其合成方法，目的是為了解決目前半芳香族尼龍耐熱溫度較低的問題，本發明含噁唑環半芳香聚酰胺主要應用于對耐熱性要求比較高的汽車、航空航天和微電子工業等領域，代替金屬和陶瓷。

本發明含噁唑環半芳香聚酰胺的結構式為：

m＝4、6或8，n表示聚合度，n＝20～400。

本發明中含噁唑環半芳香聚酰胺合成方法的步驟如下：一、將5-氨基-2-(對氨基苯)苯并噁唑與脂肪族二酸分別進行重結晶處理，N-甲基吡咯烷酮進行蒸餾處理后用分子篩密封保存備用，將無水LiCl或無水CaCl₂(作為增溶劑)在100～200℃條件下真空干燥1～5h；二、將20～200mL/min流速向密封的反應器中通入氮氣，然后將吡啶(Py)與經步驟一處理后的N-甲基吡咯烷酮(NMP)按0.1～0.5∶1的體積比混合均勻后加入密封的反應器中，再加入經步驟一處理后的無水LiCl或無水CaCl₂，然后加入經步驟一處理后的5-氨基-2-(對氨基苯)苯并噁唑，攪拌使5-氨基-2-(對氨基苯)苯并噁唑溶解；三、以100r/min～250r/min攪拌步驟二的混合液，并以10℃/min的速度升溫至50℃～150℃后加入經步驟一處理后的脂肪族二酸，再加入亞磷酸三苯酯(簡稱為TPP，作催化劑)后縮聚反應1～10h，得到白色或深黃色的粘稠溶液；四、將粘稠溶液傾入甲醇析出沉淀，沉淀呈絮狀或顆粒狀，過濾，將過濾后的沉淀用50～70℃的乙醇反復清洗至pH值為6～8，再在70～150℃條件下干燥5～10h；即得到含噁唑環半芳香聚酰胺；步驟一中脂肪族二酸為己二酸、辛二酸或癸二酸；步驟二中5-氨基-2-(對氨基苯)苯并噁唑與吡啶和N-甲基吡咯烷酮混合液的比例為1mmol∶3ml～10ml；步驟二中無水LiCl用量是5-氨基-2-(對氨基苯)苯并噁唑與脂肪族二酸總重量的2％～15％，或者步驟二中無水CaCl₂用量是5-氨基-2-(對氨基苯)苯并噁唑與脂肪族二酸總重量的4％～30％；步驟三中亞磷酸三苯酯與吡啶和N-甲基吡咯烷酮混合液的體積比為1∶3～12；步驟三中5-氨基-2-(對氨基苯)苯并噁唑與脂肪族二酸的摩爾比為1∶1。

本發明的合成工藝簡單，產品的耐熱性能優異。本發明的含噁唑環半芳香聚酰胺的熔融溫度在350℃以上，其熱分解溫度在390℃以上，因此其耐熱性高，并且其耐溶劑性能好。本發明的含噁唑環半芳香聚酰胺只能溶解于濃硫酸、甲磺酸和三氟乙酸等強極性溶劑，不能溶解于常用的有機溶劑：如丙酮、四氫呋喃(THF)、甲苯、二甲基亞砜(DMSO)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)等。耐熱性較脂肪族尼龍有較大幅度的提高(脂肪族尼龍一般耐熱性不超過320℃)；并且目前國內外對含噁唑環半芳香聚酰胺研究尚未見報道。

附圖說明

圖1是具體實施方式十四制備的含噁唑環半芳香聚酰胺的DSC曲線圖；

圖2為具體實施方式十四制備的含噁唑環半芳香聚酰胺的TG-DTG曲線圖；

圖3為具體實施方式十四制備的含噁唑環半芳香聚酰胺的紅外譜圖。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式中含噁唑環半芳香聚酰胺的結構式為：

m＝4、6或8，n表示聚合度，n＝20～400。