[發(fā)明專利]含金剛烷結(jié)構(gòu)的聚芳醚及制備方法

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• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104311828A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張本貴;孔垂宇;王國勝;張恩磊;寧志高
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽化工大學(xué)
• 主分類號: C08G75/23
• 分類號: C08G75/23;C08G65/40
• 代理公司: 沈陽技聯(lián)專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及一種聚芳醚及制備方法，特別是涉及一種含金剛烷結(jié)構(gòu)的聚芳醚及制備方法。

背景技術(shù)

聚芳醚類高分子材料具有優(yōu)良的耐熱性、耐水性、耐化學(xué)腐蝕性和良好的成膜性被廣泛地用作有機膜材料。這類有機膜材料在能源、環(huán)境領(lǐng)域具有十分廣泛的用途，可用于制備超濾膜、納濾膜、反滲透膜、離子交換膜、雙極膜等。如聚醚砜經(jīng)過引入親水性季銨基團制備陰離子交換膜（Journal?of?Power?Sources,?2011,196:?4445）,該膜具有較高的離子傳導(dǎo)率和熱穩(wěn)定性。但是這類材料隨著親水功能基團數(shù)量的增加，膜的含水率急劇增加，溶脹嚴(yán)重，尺寸穩(wěn)定性變差，機械強度下降，影響膜的使用壽命。將剛性扭曲非共平面結(jié)構(gòu)、疏水性基團引入聚合物中是一種控制膜的含水率和溶脹的有效方法。金剛烷是高度對稱的飽和碳?xì)浠衔铮哂泻軓姷膭傂院褪杷裕瑢⒔饎偼橐刖酆衔铽@得扭曲非共平面結(jié)構(gòu)，提高分子鏈的剛性，可以顯著提高聚合物熱穩(wěn)定性，降低材料吸水率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種含金剛烷結(jié)構(gòu)的聚芳醚及制備方法，本發(fā)明提出以含金剛烷結(jié)構(gòu)雙酚單體與芳香族雙鹵單體為原料制備含金剛烷結(jié)構(gòu)聚芳醚材料，該材料機械強度高、耐高溫、可溶解、具有優(yōu)異的成膜性能，是綜合性能優(yōu)異的高性能耐高溫聚合物材料，可作為高性能復(fù)合材料的基體，也可作為有機膜材料，在新能源、環(huán)境領(lǐng)域有十分廣闊的應(yīng)用前景。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

含金剛烷結(jié)構(gòu)的聚芳醚，一種含金剛烷結(jié)構(gòu)的聚芳醚，及以非質(zhì)子極性溶劑或者含有非質(zhì)子極性溶劑的混合溶劑為反應(yīng)溶劑，以堿，堿金屬或堿土金屬的鹽類為催化劑的制備含金剛烷結(jié)構(gòu)的聚芳醚的方法；構(gòu)成該聚芳醚的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元為：

；

其中，R₁，R₂，R₃，R₄為氫原子、烷氧基、烷基、苯基、鹵原子。

所述的含金剛烷結(jié)構(gòu)的聚芳醚，所述非質(zhì)子極性溶劑包括N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、環(huán)丁砜、二甲基亞砜、二苯砜中的一種或兩種以上的混合物。

所述的含金剛烷結(jié)構(gòu)的聚芳醚，所述以堿為催化劑，堿包括氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鍶、氫氧化鋇中的一種或兩種以上的混合物。

所述的含金剛烷結(jié)構(gòu)的聚芳醚，所述堿金屬或堿土金屬的鹽類為催化劑，堿金屬或堿土金屬的鹽類包括碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫、碳酸鎂、碳酸鈣、碳酸鍶、碳酸鋇、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鎂或碳酸氫鈣中的一種或兩種以上的混合物。

含金剛烷結(jié)構(gòu)的聚芳醚制備方法，所述方法包括以含金剛烷結(jié)構(gòu)的雙酚單體和芳香雙鹵單體為原料，在高溫下進行聚合反應(yīng)，反應(yīng)中進行共沸脫水，反應(yīng)結(jié)束后體系中加入溶劑稀釋，將聚合物溶液倒入沉淀劑，攪拌下將聚合物沉淀出來，過濾分離，得到聚合物。

所述的含金剛烷結(jié)構(gòu)的聚芳醚制備方法，其所述聚合反應(yīng)溫度為100-300℃，反應(yīng)時間為2-48小時。

所述的含金剛烷結(jié)構(gòu)的聚芳醚制備方法，所述共沸脫水劑包括苯、甲苯、二甲苯和氯苯。

所述的含金剛烷結(jié)構(gòu)的聚芳醚制備方法，所述沉淀劑包括水、甲醇和乙醇。

本發(fā)明的優(yōu)點與效果是：

聚合物的結(jié)構(gòu)經(jīng)紅外光譜分析和核磁共振分析方法得到證實。該聚合物機械強度高、可溶解、成膜性好、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良，是制備有機膜的優(yōu)良膜材料，在能源、環(huán)境領(lǐng)域有十分廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為實施例1的聚合物的¹H核磁共振波譜圖；（氘代氯仿為溶劑）

圖2為實施例2的聚合物的¹H核磁共振波譜圖。（氘代氯仿為溶劑）。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步詳述。

本發(fā)明的內(nèi)容是以含金剛烷結(jié)構(gòu)的雙酚單體與芳香族雙鹵單體為原料，合成含金剛烷結(jié)構(gòu)的聚芳醚，其特征在于構(gòu)成該聚合物的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元為：

其中R₁，R₂，R₃，R₄為氫原子、烷氧基、烷基、苯基、鹵原子。