[發(fā)明專利]一種改性聚苯醚的制備方法及其應用

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• 申請日: 2018-02-22
• 公開（公告）號: CN108456304A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設計）人: 吳多坤;王東全;秦善寶
• 申請（專利權(quán)）人: 濰坊玉成化工有限公司;山東潤科化工股份有限公司
• 主分類號: C08G65/48
• 分類號: C08G65/48;B01D53/22;B01D67/00;B01D69/12
• 代理公司: 威海恒譽潤達專利代理事務所(普通合伙) 37260
• 代理人: 李福新

本發(fā)明涉及一種改性聚苯醚的制備方法及其應用，解決了現(xiàn)有技術(shù)合成聚苯醚對氣體選擇性低、透過率差且難加工成膜的技術(shù)問題。本發(fā)明提供一種改性聚苯醚的制備方法，利用自由基反應和親電反應機理分別對2,6?二甲基聚苯醚的先后進行甲基溴化和苯環(huán)溴化改性，還提供其應用采用凝膠相轉(zhuǎn)化法制備溴化聚苯醚非對稱膜，改善了聚苯醚的極性及選擇透過性，從而制備出一種改性聚苯醚材料。本發(fā)明廣泛應用于有機合成技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機合成技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種改性聚苯醚的制備方法及其應用。

背景技術(shù)

2,6-二甲基聚苯醚(PPO)是一種物理、化學性能穩(wěn)定的熱塑性聚合物，不僅是一種具有高玻璃化溫度的耐熱工程塑料，而且對各種氣體有著很高的透過率，由于較高的玻璃化溫度和較好的機械強度，使其可能成為用作氣體分離的超薄復合膜。2,6-二甲基聚苯醚的甲苯溶液水面成膜對O₂的透過量比當前廣泛應用于醫(yī)療富氧器件的硅橡膠符合膜高出將一倍，而對N₂/O₂的選擇性遠大于硅橡膠。但因2,6-二甲基聚苯醚其本身對氣體的選擇性較低，以及不能在通常成膜過程中所用的極性非質(zhì)子溶劑中溶解，因而并未得到廣泛的應用。

目前溴化改性聚苯醚在不同溫度下對于O₂和N₂的透過率研究，苯環(huán)上的溴化有利于提高O₂和N₂的透過率，而選擇性基本不變；甲基上的溴化大大提高了O₂和N₂的選擇性，但是透過率下降很多。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，依據(jù)利用自由基反應和親電反應機理，提供一種對氣體具有選擇性好、透過率高且可加工成膜的改性聚苯醚的制備方法及其應用。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種改性聚苯醚的制備方法，步驟依次包括：

1)甲基溴化反應：

將2,6-二甲基聚苯醚和催化劑Ⅰ加入到有機溶劑Ⅰ中，反應溫度為50～80℃，保溫至全部溶解后，加入溴化劑Ⅰ，在光照及催化劑Ⅰ共同引發(fā)下實現(xiàn)聚苯醚的甲基溴化反應，反應完成，除去催化劑Ⅰ，回收有機溶劑Ⅰ，得到甲基溴化的聚苯醚；

2)苯環(huán)溴化反應：

將步驟1)中制得的甲基溴化的聚苯醚加入到有機溶劑Ⅱ中，反應溫度為125～140℃，加入溴化劑Ⅱ液溴進行苯環(huán)溴化反應，溴化劑Ⅱ液溴滴加完畢后，保溫反應至無HBr氣體逸出后，減壓回收有機溶劑Ⅱ，制得改性聚苯醚。

優(yōu)選的，步驟1)中催化劑Ⅰ為偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰、過氧化二異丙苯其中任何一種或幾種；催化劑Ⅰ用量為聚苯醚質(zhì)量的0.5％～1.5％。

優(yōu)選的，步驟1)中有機溶劑Ⅰ為二氯乙烷、二氯丙烷、三氯甲烷、四氯化碳其中任何一種或幾種，有機溶劑Ⅰ用量為聚苯醚質(zhì)量的5～10倍。

優(yōu)選的，步驟1)中溴化劑Ⅰ為N-溴代丁二酰亞胺、二溴海因其中任何一種，溴化劑Ⅰ與聚苯醚的摩爾質(zhì)量比為0.1～0.3:1。

優(yōu)選的，步驟2)中有機溶劑Ⅱ為鹵代芳烴有機溶劑氯苯，有機溶劑Ⅱ用量為甲基溴化的聚苯醚質(zhì)量的3～7倍。

優(yōu)選的，步驟2)中溴化劑Ⅱ用量為甲基溴化的聚苯醚質(zhì)量的0.1～0.3倍。

上述的一種改性聚苯醚的應用，采用凝膠相轉(zhuǎn)化法制備溴化聚苯醚非對稱膜。

優(yōu)選的，凝膠相轉(zhuǎn)化法的溶劑為鹵代烷烴與醇按比例混合制備；鹵代烷烴為三氯甲烷，醇為正丁醇。

優(yōu)選的，凝膠相轉(zhuǎn)化法的溶劑為鹵代烷烴與醇按體積比1:1配制。