[發(fā)明專(zhuān)利]聚膦腈-半芳酰胺材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110178029.5
• 申請(qǐng)日: 2011-06-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102286149A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭強(qiáng);趙正平;張經(jīng)毅;孫金亮;張四剛;劉海彬;聶智軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08G69/42
• 分類(lèi)號(hào): C08G69/42;C08G79/04
• 代理公司: 上海上大專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚膦腈-半芳酰胺材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚膦腈（HCCP）的特殊結(jié)構(gòu)和優(yōu)越性能決定了它在很多領(lǐng)域的廣泛的研究和應(yīng)用。目前主要集中在非線性光學(xué)材料、特種橡膠和彈性材料、分離膜、阻燃材料、固體電解質(zhì)和藥物與生物醫(yī)學(xué)材料等。化學(xué)結(jié)構(gòu)式：

聚對(duì)苯二甲酞對(duì)苯二胺（PPTA）纖維，在我國(guó)被稱(chēng)為芳綸1414，耐熱性能接近無(wú)機(jī)纖維，高溫下的尺寸穩(wěn)定性高，且有很高的阻燃性，與火焰接觸時(shí)不會(huì)收縮，可以有較長(zhǎng)的時(shí)間保留纖維的物理性能，而其最大特點(diǎn)是密度低，所以比強(qiáng)度和比模量要高于鋼纖維好幾倍，作為結(jié)構(gòu)材料代替鋼鐵及欽合金等金屬材料，應(yīng)用于汽車(chē)、飛機(jī)、車(chē)輛和船舶等交通工具時(shí)，輕量化特別明顯，這給節(jié)省燃料、小型化、高速化帶來(lái)了很多有利條件，同時(shí)由于芳綸1414仍具有普通纖維的柔軟性，不會(huì)因彎曲而折斷，也不會(huì)因受熱而變脆，從而可以紡紗織布。化學(xué)結(jié)構(gòu)式：

對(duì)于單純的PPTA纖維而言，其加工制備工藝苛刻，材料的溶解性單一。而合成的新型聚膦腈-芳酰胺對(duì)極性溶劑具有較好的溶解性，優(yōu)異的阻燃性，熱分解溫度高，又具有優(yōu)異的綜合性能，因而可更廣泛的應(yīng)用于紡織、汽車(chē)、航空航天等領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種聚膦腈-半芳酰胺材料。該材料具有溶解性能好、熱分解溫度高、阻燃性能好、高溫高殘留和其它綜合性能優(yōu)異等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)部件，機(jī)械部件以及航空設(shè)備部件，并為機(jī)械高溫固體潤(rùn)滑材料提供新的選擇。

本發(fā)明的目的之二在于提供該材料的制備方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的反應(yīng)機(jī)理為：

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

一種聚膦腈-半芳酰胺材料的制備，其特征在于該材料的結(jié)構(gòu)式為：

一種根據(jù)上述的聚膦腈-半芳酰胺的制備方法，其特征在于該方法的具體步驟為：

a.?將環(huán)三膦腈溶解于溶劑四氫呋喃（THF）中，滴加苯酚鈉的THF溶液，在惰性氣氛保護(hù)下，在20～50℃反應(yīng)12～24小時(shí)，除去溶劑，去離子水洗滌、干燥，得到1,1,3,5—四苯氧基環(huán)三膦腈；其中環(huán)三膦腈與苯酚鈉的摩爾比為1∶(3.9～4.1)；

b.?將步驟a所得的1,1,3,5—四苯氧基環(huán)三膦腈溶解于THF溶劑中，滴加乙二胺（EDA）的THF溶液，在惰性氣氛下，在20～60℃溫度下反應(yīng)12～24小時(shí)。除去溶劑、去離子水和乙醇反復(fù)洗滌、真空干燥12～24小時(shí)，得淡黃色膠體具有端基為氨基的環(huán)三膦腈齊聚物N₃P₃(OC₆H₅)₄(NHCH₂CH₂NH₂)₂；所述的1,1,3,5—四苯氧基環(huán)三膦腈與EDA的摩爾比為1∶(2～3)；

c.?將步驟b所得環(huán)三磷腈齊聚物與吡啶或三乙胺溶于LiCl和N-甲基吡咯烷酮或?N,N-二甲基乙酰胺的復(fù)合溶劑中，在惰性氣氛保護(hù)下，在冰浴條件下分次加入對(duì)苯二甲酰氯，反應(yīng)30分鐘后，在室溫下反應(yīng)直至出現(xiàn)爬桿現(xiàn)象，終止反應(yīng)；去離子水洗滌產(chǎn)物，在80～120℃熟化6～12小時(shí)，真空干燥得聚膦腈-半芳酰胺；所述的環(huán)三磷腈齊聚物、吡啶或三乙胺、LiCl、和對(duì)苯二甲酰氯的摩爾比為1∶(1.96～2.94)∶(0.2～0.5)∶(1～1.01)。

本發(fā)明制備的半芳聚酰胺材料具有良好的極性溶液溶解性能，良好的阻燃性能，較好的熱穩(wěn)定性能以及與PPTA聚酰胺相似的其他優(yōu)異性能，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的聚磷腈-半芳酰胺材料的紅外譜圖；

圖2為本發(fā)明的聚磷腈-半芳酰胺材料的磷譜譜圖；

圖3為本發(fā)明的聚磷腈-半芳酰胺材料的XRD譜圖；

圖4聚磷腈-半芳酰胺材料的TGA譜圖。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。

實(shí)施例1：

聚磷腈-半芳酰胺材料的合成，通過(guò)下述步驟實(shí)現(xiàn)：