[發(fā)明專利]一種聚硫代酰胺及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710868209.3
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107619477B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳永明;孫子揚;黃華華
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: C08G73/00
• 分類號: C08G73/00;C08L79/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛(wèi)

本發(fā)明公開一種聚硫代酰胺及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明制備得到的聚硫代酰胺結(jié)構(gòu)式如式（I）所示，其中，R₁為芳香基，R₂為芳香基或烷基結(jié)構(gòu)；R₁和R₂根據(jù)單體種類的不同，可相同或不同，并且可以通過調(diào)節(jié)單體投料比調(diào)控聚合物中兩種單元的比例。本發(fā)明的聚硫代酰胺由單質(zhì)硫和脂肪族二胺在加熱條件下一步縮合聚合得到，無需催化劑，無需嚴(yán)格控制二胺與硫的投料比，簡單高效，且原料廉價易得，純化步驟簡便，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。制備得到的聚硫代酰胺與現(xiàn)有的聚酰胺相比，在極性溶劑中有著更好的溶解度，因此具有更好加工性能，且該聚合物具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和較高的折光性能，可作為一種潛在的高折光材料，具有較大的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種聚硫代酰胺及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來，含硫聚合物如聚苯硫醚、聚噻吩、硫代聚酯等越來越受到研究者的關(guān)注與重視，因為含硫基團的引入，往往能使聚合物產(chǎn)生特殊的性質(zhì)，在特種工程塑料等領(lǐng)域上有潛在應(yīng)用價值。但是，關(guān)于聚硫代酰胺合成的研究卻鮮有報道。由于硫代酰胺基團中硫含量高，其聚合物材料可能會有高的折光系數(shù)，在高折光材料領(lǐng)域中有潛在應(yīng)用價值。另一方面硫代酰胺基團與重金屬離子（如汞）有配位作用，聚硫代酰胺能夠作為一種好的重金屬吸附材料得到應(yīng)用。

單質(zhì)硫是一種簡便易得的工業(yè)原料，若能直接利用單質(zhì)硫合成含硫聚合物，能大大降低含硫聚合物的生產(chǎn)成本，得到便宜且高性能的聚合物材料。中國專利CN105001419A報道了一種利用炔烴、硫和胺通過三元聚合的方法制備聚硫代酰胺，其所使用的芳香二炔合成困難，降低了其在工業(yè)上的應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有聚硫代酰胺制備方法存在的缺陷和不足，提供一種利用單質(zhì)硫與脂肪族二胺一步合成聚硫代酰胺的方法。本發(fā)明實現(xiàn)了一種更為簡便與通用的制備聚硫代酰胺的方法，原料易得，制備方法簡單，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明的目的是提供一種聚硫代酰胺。

本發(fā)明的另一目的是提供上述聚硫代酰胺的制備方法。

本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案給予實現(xiàn)的：

一種聚硫代酰胺，其結(jié)構(gòu)通式如式（I）所示：

其中，R₁為芳香基，R₂為芳香基或烷基結(jié)構(gòu)；R₁和R₂根據(jù)單體種類的不同，可相同或不同，并且可以通過調(diào)節(jié)單體投料比調(diào)控聚合物中兩種單元的比例；即m和n-m可根據(jù)單體的投料比進行調(diào)整。

優(yōu)選地，所述m為40～100，n為40～130，m小于等于n。

上述聚硫代酰胺的制備方法，是利用單質(zhì)硫與含芳香基的二脂肪胺單體或其與含烷基的二脂肪胺單體的混合單體（二元或多元共聚）一步制備得到聚硫代酰胺。

本發(fā)明聚硫代酰胺制備原料之一的二脂肪胺單體可以是一種或多種，但至少為一種含有芳香基的二脂肪胺單體。例如單獨用對苯二甲胺與單質(zhì)硫一步合成聚硫代酰胺，或者將對苯二甲胺與其他的含烷基的二脂肪胺單體（1,6-己二胺，1,4-環(huán)己二胺等）一起與單質(zhì)硫一步合成聚硫代酰胺。

優(yōu)選地，所述聚硫代酰胺的制備方法包括如下步驟：

S1.在惰性氣體保護下，將含芳香基的二脂肪胺單體或其與含烷基的二脂肪胺單體的混合單體溶解在溶劑中，加入單質(zhì)硫后進行聚合反應(yīng)；

S2.反應(yīng)完畢并冷卻至室溫后，將反應(yīng)液進行沉淀，收集沉淀物，干燥至恒重，得到聚硫代酰胺。

上述制備方法涉及的反應(yīng)方程式如式（II）所示：