[發明專利]一種含二氮雜萘酮結構的聚芳硫醚砜及其制備方法

在審

• 申請號: 202010573500.X
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111548495A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 劉惠平;王雪晨;廖慧英
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: C08G75/23
• 分類號: C08G75/23
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明公開了一種含二氮雜萘酮結構的聚芳硫醚砜及其制備方法，該制備方法包括以二鹵素二苯砜與等摩爾的含二氮雜萘酮結構的類雙酚單體為原料，在極性溶劑或非質子極性溶劑中，以堿金屬為催化劑，在氮氣氛圍下，加熱升溫脫水，排除水分和共沸脫水劑，聚合，反應結束后，冷卻，稀釋，在沉淀劑中沉淀，過濾干燥，得到所述的聚芳硫醚砜。該聚合物結構可設計，具有極好的柔韌性及延展性。同時，該類聚合物具有較好的溶解性、優異的熱穩定性、良好的加工性，因此，該系列聚合物有望應用于高分子阻燃領域。

技術領域

本發明屬于高分子阻燃領域，尤其涉及一種含二氮雜萘酮結構的聚芳硫醚砜的制備方法。

背景技術

聚芳醚砜是一類高性能的芳香族聚合物，目前，該類化合物的設計、合成及改性在分離膜材料、燃料電池等領域顯示了良好的應用前景。其中，含二氮雜萘酮的聚芳醚砜尤為受到關注，因為聚合物分子中含有二氮雜萘酮時，其具有的剛性結構增加了大分子間相互作用，使其具有優良的耐熱性和力學性能。

但是該現有技術涵蓋的聚合物種類相對較少，結構也較為單一。針對一些新型的聚合物的合成，本發明提供了一種新的合成路線，拓展了該技術的應用范疇。

發明內容

本發明提供了一種含二氮雜萘酮結構的聚芳硫醚砜及其制備方法，該聚合物的結構可設計，結合硫醚鍵和二氮雜萘酮的結構特點，同時具有良好的柔順性、化學穩定性及熱穩定性。

為解決上述問題，本發明的技術方案為：

一種含二氮雜萘酮結構的聚芳硫醚砜，所述聚芳硫醚砜的結構為：

其中，m≥10，且m為整數。

基于相同的發明構思，本發明還提供了一種含二氮雜萘酮結構的聚芳硫醚砜的制備方法，包括：以二鹵素二苯砜與等摩爾的含二氮雜萘酮結構的類雙酚單體為原材料，同時將共沸脫水劑、反應介質、催化劑加入三口燒瓶中，三口燒瓶接入冷凝分水器，通入氮氣，安裝上機械攪拌器；在氮氣氛圍下，加熱升溫脫水，排除水分和共沸脫水劑，聚合，反應結束后，冷卻，稀釋，在沉淀劑中沉淀，過濾干燥，得到所述聚芳硫醚砜。

具體地，所述二鹵素二苯砜的結構為：

其中，X為F，Cl，Br。

具體地，所述含二氮雜萘酮結構的類雙酚單體的結構為：

優選地，所述聚芳硫醚砜聚合反應溫度為140-220℃，反應時間為12-72小時。

優選地，所述反應介質為二甲基亞砜、二苯砜、環丁砜、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺中的任意一種或其混合，所述反應介質與原材料的比例為3mL/g～6mL/g。

優選地，所述共沸脫水劑為甲苯、二甲苯或氯苯，所述共沸脫水劑與原材料的體積比為0.8:1～1.2:1。

優選地，所述沉淀劑為甲醇、乙醇或丙酮。

優選地，所述催化劑選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉、碳酸鉀，所述催化劑與任意一種反應原料的摩爾比為1:1～1.2:1，即與二鹵素二苯砜或含二氮雜萘酮結構的類雙酚單體的摩爾比。

本發明由于采用以上技術方案，使其與現有技術相比具有以下的優點和積極效果：

本發明的含二氮雜萘酮結構單元的聚芳硫醚砜分子鏈中含大量苯環，使其具有可溶解性能，而二氮雜萘酮不共平面的扭曲結構使大分子的相互作用受到限制，從而提高了聚合物的玻璃化轉變溫度，砜基的存在也能夠提高聚合物的玻璃化轉變溫度，進一步提升其耐熱等級。該聚合物具有較高的熱分解溫度，因此具有良好的熱穩定性，有望應用于高分子阻燃領域。

附圖說明