[發明專利]一種改性聚芳醚酮及其制備方法

有效

• 申請號: 201310440166.0
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103509185A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 周光遠;王志鵬;王紅華
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C08G73/06
• 分類號: C08G73/06;C08G65/40
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵;李玉秋

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，尤其涉及一種改性聚芳醚酮及其制備方法。

背景技術

聚芳醚酮是一類新型半晶態芳香族耐高溫樹脂，它具有耐熱等級高、力學性能、電性能和抗輻射性能優異，耐化學藥品、耐疲勞、耐沖擊、抗蠕變、耐磨、阻燃等優點，特別適合用作高性能復合樹脂基體和超級工程塑料，在宇航、電子信息、能源等許多高新技術領域有著廣泛的用途，成為高分子材料研究領域的一大熱點。

現有應用較多的聚芳醚酮主要有聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮（PEK）、聚醚醚酮（PEKK）與聚醚酮醚酮酮（PEKEKK）。聚芳醚酮屬于耐高溫熱塑性塑料，雖然其耐熱性能很好，但其T_g（玻璃化轉變溫度）仍不高，當溫度超過T_g以后，材料的模量下降很快。另外，聚芳醚酮熔點很高，熔體流動性差，且對溫度變化不敏感，使其加工非常困難。此外，聚芳醚酮的維卡軟化點和熱變形溫度比較低，高溫力學性能有待提高。近年來，隨著高新技術進一步發展，對材料的要求也越來越高，通過化學與物理改性研究開發耐熱等級更高，加工更方便的新型聚芳醚酮樹脂是個十分活躍的課題。

聚芳醚酮的一般結構可寫作-Ar₁-X-Ar₂-Y-，Ar₁與Ar₂是芳香基團，X、Y是連接單元醚鍵或酮鍵。芳香基團通常是苯基、萘基，或更高級的芳香烴，可以是取代的，也可以是未取代的。醚鍵或酮鍵可以是鄰、間或者對位取代。多種芳香基團、醚鍵和酮鍵的排列方式，以及取代的位置不同，使得聚合物結構的多樣性成為可能，每種結構都有特征的形態、玻璃化溫度、流變性、加工性、溶解性和其他許多性能。

目前應用的大部分聚芳醚酮由于分子主鏈中含有大量的醚鍵，使得聚合物組分中氧含量較高，耐熱性降低，在主鏈中減少醚鍵含量以提高聚合物主鏈的剛性，是對聚芳醚酮耐熱性進行改性的一個有效的途徑。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種改性聚芳醚酮及其制備方法，該改性聚芳醚酮耐熱性較高且溶解性較好。

本發明提供了一種改性聚芳醚酮，如式（I）所示：

所述-Ar₁-選自下列式（1）～式（2）結構中的一種：

所述-Ar₂-選自下列式（4）～式（6）結構中的一種：

其中，A₁與A₂各自獨立地為S或O；R₁與R₂各自獨立地選自H、NH₂、NO₂與C1～C5的烷基中的一種；R₃與R₄各自獨立地選自H、苯基與取代苯基中的一種；R₅與R₆各自獨立地選自C1～C5的烷基或氟取代的C1～C5的烷基；m與n為聚合度。

優選的，所述R₁與R₂各自獨立地選自H、NH₂、NO₂與CH₃中的一種。

優選的，所述R₅與R₆各自獨立地為CH₃或CF₃。

優選的，所述m與n的比值為（99：1）～（1：99）。

本發明還提供了一種改性聚芳醚酮的制備方法，包括：

A）在惰性氣體保護的條件下，將咪唑單體、雙酚單體與式（IV）結構的二取代二苯酮與第一非質子溶劑混合，在碳酸鹽作用下，加熱反應，得到式（I）所示的改性聚芳醚酮；

所述咪唑單體具有式（II-1）結構或式（II-2）結構；

所述雙酚單體具有式（III-1）結構、式（III-2）結構或式（III-3）結構；

所述-Ar₁-選自下列式（1）～式（2）結構中的一種：

所述-Ar₂-選自下列式（4）～式（6）結構中的一種：