[發(fā)明專利]一種聚芳醚酮及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310440208.0
• 申請(qǐng)日: 2013-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103450478A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周光遠(yuǎn);王志鵬;王紅華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C08G73/06
• 分類號(hào): C08G73/06
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵;李玉秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聚芳醚酮及其制備方法。

背景技術(shù)

聚芳醚酮是一類新型半晶態(tài)芳香族耐高溫樹(shù)脂，它具有耐熱等級(jí)高、力學(xué)性能、電性能和抗輻射性能優(yōu)異，耐化學(xué)藥品、耐疲勞、耐沖擊、抗蠕變、耐磨、阻燃等優(yōu)點(diǎn)，特別適合用作高性能復(fù)合樹(shù)脂基體和超級(jí)工程塑料，在宇航、電子信息、能源等許多高新技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的用途，成為高分子材料研究領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。

現(xiàn)有應(yīng)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?zé)崴苄运芰希m然其耐熱性能很好，但其T_g（玻璃化轉(zhuǎn)變溫度）仍不高，當(dāng)溫度超過(guò)T_g以后，材料的模量下降很快。另外，聚芳醚酮熔點(diǎn)很高，熔體流動(dòng)性差，且對(duì)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(diǎn)和熱變形溫度比較低，高溫力學(xué)性能有待提高。近年來(lái)，隨著高新技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)材料的要求也越來(lái)越高，通過(guò)化學(xué)與物理改性研究開(kāi)發(fā)耐熱等級(jí)更高，加工更方便的新型聚芳醚酮樹(shù)脂是個(gè)十分活躍的課題。

聚芳醚酮的一般結(jié)構(gòu)可寫(xiě)作-Ar₁-X-Ar₂-Y-，Ar₁與Ar₂是芳香基團(tuán)，X、Y是連接單元醚鍵或酮鍵。芳香基團(tuán)通常是苯基、萘基，或更高級(jí)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(duì)位取代。多種芳香基團(tuán)、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(jié)構(gòu)的多樣性成為可能，每種結(jié)構(gòu)都有特征的形態(tài)、玻璃化溫度、流變性、加工性、溶解性和其他許多性能。

目前應(yīng)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(duì)聚芳醚酮耐熱性進(jìn)行改性的一個(gè)有效的途徑。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種聚芳醚酮及其制備方法，該聚芳醚酮耐熱性較高。

本發(fā)明提供了一種聚芳醚酮，如式（I）所示：

所述-Ar-選自下列式（1）～式（2）結(jié)構(gòu)中的一種：

其中，A₁與A₂各自獨(dú)立地為S或O；R₁與R₂各自獨(dú)立地選自H、NH₂、NO₂與C1～C5的烷基中的一種；R₃與R₄各自獨(dú)立地選自H、苯基與取代苯基中的一種；n為聚合度。

優(yōu)選的，R₁與R₂各自獨(dú)立地選自H、NH₂、NO₂與CH₃中的一種。

本發(fā)明還提供了一種聚芳醚酮的制備方法，包括：

A）在惰性氣體保護(hù)的條件下，將咪唑單體、式（III）結(jié)構(gòu)的二取代二苯酮與第一非質(zhì)子溶劑混合，在碳酸鹽作用下，加熱反應(yīng)，得到式（I）結(jié)構(gòu)的聚芳醚酮，所述咪唑單體具有式（II-1）結(jié)構(gòu)或式（II-2）結(jié)構(gòu)；

所述-Ar-選自下列式（1）～式（2）結(jié)構(gòu)中的一種：

其中，A₁與A₂各自獨(dú)立地為S或O；R₁與R₂各自獨(dú)立地選自H、NH₂、NO₂與C1～C5的烷基中的一種；R₃與R₄各自獨(dú)立地選自H、苯基與取代苯基中的一種；n為聚合度；X為鹵原子或NO₂。

優(yōu)選的，步驟A）還包括：加熱反應(yīng)前，加入帶水劑，進(jìn)行帶水反應(yīng)。

優(yōu)選的，所述帶水劑為甲苯和/或二甲苯。

優(yōu)選的，所述帶水反應(yīng)的溫度為90℃～155℃，時(shí)間為1～3h。

優(yōu)選的，所述第一非質(zhì)子溶劑選自N-甲基吡咯烷酮、N-環(huán)己基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、環(huán)丁砜、二甲基咪唑酮與二苯砜中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述第一非質(zhì)子溶劑加入量為使固含量為10%～40%。

優(yōu)選的，所述加熱反應(yīng)的溫度為130℃～300℃，時(shí)間為1～8h。