[發明專利]聚芳醚酮咪唑及其制備方法

無效

• 申請號: 201110185429.9
• 申請日: 2011-07-05
• 公開（公告）號: CN102344562A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 常冠軍;張林;羅炫;林潤雄
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: C08G65/40
• 分類號: C08G65/40
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長明;韓志英

技術領域

本發明涉及一種聚芳醚酮咪唑及其制備方法，更具體地說，本發明涉及一種耐熱可溶性高性能聚芳醚酮咪唑及其制備方法。?

背景技術

聚芳醚酮類樹脂是由苯撐環通過氧橋和羰基連接而成的全芳香族聚合物，由于其具有優良的機械和力學性能，另外其耐熱、耐腐蝕、耐輻射及高介電性等綜合性能優異，因此在航空航天、軍事設備以及民用工業領域有廣闊的應用前景。聚醚醚酮是聚芳醚酮類樹脂中最為常用的聚合物品種，然而聚醚醚酮在具有其良好耐熱、耐溶劑等性能的同時，也存在自身的不足，例如：(1)玻璃化轉變溫度較低（145℃），熔融溫度較高（320℃）。因為前者為聚合物的使用上限溫度，后者為聚合物熔融加工的下限溫度。這樣使得聚合物使用溫度較低，加工溫度較高，限制了聚合物的進一步的加工和應用。??????????

聚苯并咪唑自問世以來已成為航空航天等高新技術領域及其它苛刻環境下不可替代的特種材料，在國外已得到廣泛應用，但其關鍵工藝技術被國外封鎖。我國雖然有多家研究機構在進行這方面的研究，但是尚未推出工程化應用的產品。從國內現狀來看，合成聚苯并咪唑的四胺類單體尚未商品化，而且單體的合成工藝路線復雜，收率較低，成本昂貴，阻礙了聚苯并咪唑的工程化應用進程。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種聚芳醚酮咪唑，本發明要解決的另一個技術問題是提供一種聚芳醚酮咪唑制備方法。?

本發明的聚芳醚酮咪唑的結構通式為：?

其中Ar表示芳香基團，?Ar₁表示羰基或含有羰基的芳香基團，Ar₂表示芳香基團。

本發明的聚芳醚酮咪唑的制備方法，依次包括以下步驟：?

a.?在氮氣的保護條件下，加入多聚磷酸和磷酸催化劑，加入芳香二酸和鄰苯二胺類化合物，升高溫度至190℃，反應4?h；

b.?將步驟a得到的溶液冷卻到室溫，然后倒入去離子水中，滴加15%的NaOH溶液，中和至pH=8，溶液放置6?h后，抽濾、水洗、干燥，得到固體粗產物；

c.?將步驟b得到的粗產物重結晶，真空60℃干燥得到純雙苯并咪唑；

d.?將步驟c得到的雙苯并咪唑和二氟化芳香酮作為反應物，無水碳酸鉀為催化劑，環丁砜為溶劑，氯苯為除水劑，在氮氣保護條件下，加熱至145℃，反應2?h；繼續加熱升高溫度至180-190℃，讓氯苯帶走體系中的水分；繼續反應3-4h，得到芳酮咪唑中間體；

e.?在步驟d得到的反應體系中加入芳香二酚，升溫至200-210℃，反應5-6h后得到聚芳醚酮咪唑粗產物;

f.?將步驟e得到的聚芳醚酮咪唑粗產物用甲醇抽提24?h，再在真空干燥箱中100℃條件下干燥8h，得到目標產物聚芳醚酮咪唑。

本發明的聚芳醚酮咪唑的制備方法中步驟a中所述的雙苯并咪唑是由芳香二酸和鄰苯二胺反應得到，其中芳香二酸和鄰苯二胺的摩爾比為1?:?2.2。?

本發明的聚芳醚酮咪唑的制備方法中的步驟d中的反應物雙苯并咪唑和二氟化芳香酮的摩爾比為1:2。?

本發明的聚芳醚酮咪唑的制備方法中的步驟a-c中所涉及的化學反應方程式為：?

本發明的聚芳醚酮咪唑的制備方法中的步驟d中所涉及的化學反應方程式為：

本發明的聚芳醚酮咪唑的制備方法中的步驟e-f中所涉及的化學反應方程式為：

本發明基于聚醚酮和聚苯并咪唑的結構特點，制備了一種新型結構的高性能高分子聚合物。本發明的制備方法采用了一套新的制備路線，包括中間產物的合成和聚芳醚酮咪唑的制備。聚芳醚酮咪唑為系列聚合物，選用不同結構的單體可得到不同結構與性能的聚合物。所制備的聚芳醚酮咪唑具有良好耐熱性、力學性能和溶解性能；制備成本較低，操作工藝簡單。

????本發明聚芳醚酮咪唑結構新穎，可通過改變Ar、Ar₁和Ar₂對聚合物進行結構改性。本發明不僅提供一種新的聚合物合成路線，也提供一種新型高性能的聚合物，該聚合物無論在軍工還是民用領域均具有潛在的應用價值，為航空航天，微電子領域等高新技術領域提供極佳的備選材料。?

具體實施方式

下面通過實施例進一步說明本發明。在以下實施例中，說明了選用不同的反應單體，可得到不同結構的聚芳酮咪唑，不同結構的聚合物在宏觀上表現出不同的物理化學性能。?