[發(fā)明專(zhuān)利]一種呋喃基二酸單體及可溶性芳香聚酰胺與可重復(fù)加工的交聯(lián)聚酰胺及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711106330.9
• 申請(qǐng)日: 2017-11-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107857746B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡祖明;王彥;羅開(kāi)舉;諸靜;于俊榮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C07D307/52
• 分類(lèi)號(hào): C07D307/52;C08G69/32;C08J5/18;C08J3/24;C08L77/10;C08K5/3415
• 代理公司: 上海泰能知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31233
• 代理人: 黃志達(dá);魏峯

本發(fā)明涉及一種呋喃基二酸單體及可溶性芳香聚酰胺與可重復(fù)加工的交聯(lián)聚酰胺及其制備方法和應(yīng)用，所述單體的結(jié)構(gòu)式為：本發(fā)明的二酸單體制備方法簡(jiǎn)單，原料來(lái)源豐富、價(jià)格便宜；所涉及的呋喃基聚酰胺產(chǎn)品性能優(yōu)異且溶解性好；本發(fā)明涉及的可逆共價(jià)交聯(lián)可使交聯(lián)聚酰胺在加工環(huán)節(jié)具有良好的溶解性，而作為產(chǎn)品具有增強(qiáng)的性能(如力學(xué)性能、耐溶劑性能等)，最重要的是，這種可逆交聯(lián)的材料可使高性能聚酰胺材料能夠重復(fù)加工利用，減少了環(huán)境的影響和資源的浪費(fèi)，對(duì)高性能聚酰胺材料的回收利用等具有重要的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚酰胺領(lǐng)域，特別涉及一種呋喃基二酸單體及可溶性芳香聚酰胺與可重復(fù)加工的交聯(lián)聚酰胺及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

現(xiàn)代工業(yè)比如航空航天、汽車(chē)工業(yè)、特種設(shè)備防護(hù)裝備、體育運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品、精密電子設(shè)備等對(duì)材料的要求越來(lái)越高。在這種背景下，全芳香聚酰胺(尤其是PPTA)由于特殊的剛性結(jié)構(gòu)及高密度氫鍵而具有超高強(qiáng)度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕、絕緣、抗老化、生命周期長(zhǎng)等優(yōu)良性能受到廣泛的關(guān)注。

然而，傳統(tǒng)芳香聚酰胺由于結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，分子鏈剛性大和極強(qiáng)的氫鍵使其只能溶解在有限的溶劑(濃硫酸)中，而且具有很高的玻璃化溫度和熔融溫度，這在很大程度上限制了其加工過(guò)程和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大。

通常改善芳香聚酰胺溶解性能的方法包括引入大側(cè)基、引入非共平面基團(tuán)和引入雜環(huán)等，但是這些改性方法沒(méi)有保留芳香聚酰胺的優(yōu)異性能；而傳統(tǒng)的增強(qiáng)方法是熱固性交聯(lián)，這種不可逆的交聯(lián)不僅造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染還加劇了能源危機(jī)。在節(jié)能環(huán)保理念深入人心的當(dāng)今社會(huì)，發(fā)展可循環(huán)利用的高性能聚合物材料顯得尤為重要。

呋喃基聚酰胺分子上的呋喃環(huán)在一定程度上破壞了聚酰胺分子的規(guī)整性促進(jìn)了其在常規(guī)溶劑中的溶解性，雙馬來(lái)酰亞胺基團(tuán)與呋喃環(huán)基于D-A反應(yīng)的可逆共價(jià)交聯(lián)是一種理想的增強(qiáng)聚酰胺的方法，而且其熱可逆的特性相對(duì)于傳統(tǒng)的熱固性交聯(lián)有質(zhì)的飛躍。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，呋喃與馬來(lái)酰亞胺的可逆共價(jià)交聯(lián)，已經(jīng)成功的應(yīng)用到了彈性體、聚酯等的自修復(fù)領(lǐng)域，同時(shí)基于呋喃與碳納米粒子的D-A反應(yīng)，在不破壞碳納米材料的基礎(chǔ)上有效改善了其分散性，成功地把碳材料的優(yōu)異性能引入到復(fù)合材料中。氣凝膠孔隙率高、比表面積大、密度小、絕熱性能好等優(yōu)異性能，傳統(tǒng)氣凝膠比如二氧化硅等脆性很大。聚酰胺具有優(yōu)異的力學(xué)性能，結(jié)合與雙馬來(lái)酰亞胺的D-A交聯(lián)反應(yīng)，使其在氣凝膠的制備上有很大的應(yīng)用潛力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種呋喃基二酸單體及可溶性芳香聚酰胺與可重復(fù)加工的交聯(lián)聚酰胺及其制備方法和應(yīng)用，該聚酰胺原料來(lái)源豐富、產(chǎn)品性能優(yōu)異；交聯(lián)改性的復(fù)合材料性能突出、可循環(huán)加工利用，對(duì)環(huán)境污染小，工藝流程簡(jiǎn)單，相比傳統(tǒng)的熱固性交聯(lián)，這種呋喃聚合物與雙馬來(lái)酰亞胺之間的D-A可逆交聯(lián)在高性能聚酰胺材料的循環(huán)利用和聚酰胺氣凝膠方面有著巨大的潛力。

本發(fā)明提供了一種呋喃基二酸單體，所述單體的結(jié)構(gòu)式為：

本發(fā)明還提供了一種可溶性芳香聚酰胺，所述聚酰胺由二酸單體和二胺單體共聚而得；

其中，二酸單體為：呋喃基二酸單體或其衍生物，呋喃基二酸單體或其衍生物與芳香二酸的混合物或者二酸共聚單體或者呋喃基二酸單體或其衍生物與脂肪族二酸的混合物或者二酸共聚單體；

二胺單體為：含對(duì)苯二胺結(jié)構(gòu)的芳香二胺或其衍生物或者含對(duì)苯二胺結(jié)構(gòu)的芳香二胺或其衍生物與脂肪族二胺的混合物或者二胺共聚單體。

所述芳香二酸包括對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、呋喃二甲酸、1,3,5-三嗪芳香二酸中的一種或幾種；脂肪族二酸包括馬來(lái)酸、月桂酸、富馬酸、草酸、檸康酸中的一種或幾種。