[發明專利]含蒽醌聚亞苯基砜共聚物及其合成方法

有效

• 申請號: 201210067477.2
• 申請日: 2012-03-14
• 公開（公告）號: CN102604097A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 張海博;崔曾多;姜振華;張靜靜
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C08G75/23
• 分類號: C08G75/23
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王恩遠

技術領域

本發明屬于高分子材料及其制備的技術領域，特別涉及含蒽醌結構聚亞苯基砜共聚物及其合成方法。

背景技術

聚亞苯基砜(PPSU)材料剛性和韌性好，耐高溫、耐熱氧化，抗蠕變性能優良，耐無機酸、堿、鹽溶液的腐蝕，耐離子輻射，無毒，耐蒸汽消毒，絕緣性和自熄性好，容易成型加工，一直以來在航空、機械、電子、食品加工及醫療器械等領域有著廣泛應用。

隨著聚亞苯基砜應用領域的拓寬，尤其是作為醫療器械及航空航天精密零部件，除具備基本的熱學、力學性能外，還要求產品在使用過程中具有艷麗的外觀和明顯的可區分性，從而實現產品外觀檔次的提升，以顏色標記的零部件更容易辨別型號和用于流水線裝配與操作。因此，近些年來對彩色聚芳醚酮/砜材料的需求日益增多。

聚亞苯基砜材料加工溫度在350～380℃，傳統的有機染料分子很難在此溫度下保持良好的熱穩定性，而且染料的耐遷移性通常較差，這些都將導致被染色加工的聚亞苯基砜類產品色牢度較低。另一方面無機顏料與樹脂基體之間存在較大的界面差異，很難實現其在樹脂中的均勻分散，從而產生了樹脂著色不均勻及表觀性能下降等問題，而且分散劑的大量使用還會導致材料的力學性能下降。

與本發明相近的背景技術是聚亞苯基砜的合成方法。典型的聚亞苯基砜制備方法為：以4，4′-聯苯二酚和4，4′-二氯二苯砜為原料，烷基砜為溶劑，無水碳酸鉀或無水碳酸鈉作為催化劑，經歷成鹽、預聚及聚合的過程，得到聚亞苯基砜共聚物。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，采用化學方法將具有良好熱穩定性的蒽醌生色團分子以共價鍵方式引入到聚亞苯基砜體系中，合成出一種新型高分子材料；并且使其既能保持材料原有優異性能，同時具有明顯的顏色改變，這將從根本上解決此類高分子材料的染色問題。

本發明將1，5-二氯蒽醌導入到聚亞苯基砜體系中，合成出一種具有黃色本征顏色并透明的含蒽醌聚亞苯基砜共聚物。

本發明的含蒽醌聚亞苯基砜聚合物的結構式如下：

其中：x+y＝1；x＝0.01～0.30；y＝0.99～0.70；n＝100～150。

具體的聚合反應式為：

本發明的含蒽醌聚亞苯基砜聚合物的紫外-可見吸收光譜(圖4)顯示其具有良好的透明性并呈現黃色本征顏色。

本發明的含蒽醌聚亞苯基砜共聚物的制備方法為：

以1，5-二氯蒽醌、4，4′-二氟二苯砜和4，4′-聯苯二酚為原料，無水碳酸鉀或/和無水碳酸鈉為成鹽劑，環丁砜為溶劑，甲苯為帶水劑，其中1，5-二氯蒽醌和4，4′-二氟二苯砜的摩爾比為1∶99～30∶70，4，4′-聯苯二酚的加入量是1，5-二氯蒽醌和4，4′-二氟二苯砜物質的量的總和，成鹽劑用量為4，4′-聯苯二酚物質的量的1.1倍，溶劑的質量與原料的質量之比為80∶20～70∶30，帶水劑用量按體積為溶劑的1/3；在裝有機械攪拌、溫度計和帶水器的容器中加入上述物料，在氮氣保護130℃下攪拌回流2～5小時將帶水劑蒸出；再在6～10小時內加熱升溫至160℃；將產物傾入蒸餾水中，過濾、粉碎后先后經蒸餾水和乙醇煮沸洗滌，80℃下干燥，得到黃色含蒽醌聚亞苯基砜共聚物粉末，產率在85％以上。

本發明的含蒽醌聚亞苯基砜的合成方法，是將蒽醌發色團分子直接以共價鍵引入到聚合物鏈段中。

本發明提供了一類含蒽醌的聚亞苯基砜共聚物及其制備方法，在保持聚亞苯基砜原有優異機械性能的同時改變了此類高分子材料的顏色，使其具有黃色本征色。即，本發明的含蒽醌聚亞苯基砜共聚物具有良好的耐高溫、抗氧化、抗腐蝕等特點，同時具有黃色本征顏色及良好的透明性。在此類聚合物材料的染色加工方面做出了有益的探索。

附圖說明

圖1是本發明實施例1，2，3所制備的含蒽醌聚亞苯基砜的紅外(FT-IR)譜圖。與聚亞苯基砜(PPSU)的紅外譜圖相比，含蒽醌聚亞苯基砜在1674cm^-1處出現了與蒽醌單體相一致的羰基振動吸收峰，并且隨蒽醌單體投料比例的增加，羰基振動吸收峰逐漸增強，證明蒽醌已成功地引入到聚合物中，蒽醌基團的含量可由蒽醌單體投料比例來控制。

圖2是本發明實施例1，2，3所制備的含蒽醌聚亞苯基砜的差示掃描量熱(DSC)譜圖。PPSU-An10，PPSU-An20及PPSU-An30的玻璃化轉變溫度分別為236℃，240℃，243℃。