[發明專利]一種石墨烯原位聚合半芳香聚酰胺及其制備方法

在審

• 申請號: 202011629738.6
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112851958A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 馬宏明;蔣炎;黃榮慶;羅振揚;曹建鵬;姜文靜;朱偉
• 申請（專利權）人: 常州恒利寶納米新材料科技有限公司
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C08G69/36;D01F6/96;C08J5/18;C08L87/00
• 代理公司: 南京思拓知識產權代理事務所(普通合伙) 32288
• 代理人: 苗建

1.一種石墨烯原位聚合半芳香聚酰胺，其特征在于，結構式為：

其中，-NH-GrapheneNH為氨基功能化石墨烯；

R₁、R₂、R₃為取代基；

R₁或R₂中含有芳基和亞甲基。

2.一種如權利要求1所述的石墨烯原位聚合半芳香聚酰胺的制備方法，其特征在于，首先將二元酰氯和二元胺反應生成小分子芳香族聚酰胺；然后將石墨烯、小分子芳香族聚酰胺、己內酰胺及助劑投入反應釜中，進行開環、縮聚平衡反應，產物經后處理得到石墨烯原位聚合半芳香聚酰胺。

3.根據權利要求2所述的石墨烯原位聚合半芳香聚酰胺的制備方法，其特征在于，將二元酰氯和二元胺反應生成小分子芳香族聚酰胺的具體方法為：在保護氣保護下，先將二元胺和縛酸劑溶解在良溶劑中，保證體系溫度為-10～10℃，然后將二元酰氯加入反應體系中進行反應，反應時間0.5-5h，反應結束后，經過沉析、萃取和干燥，得到小分子芳香族聚酰胺；所選用的二元酰氯或二元胺中含有芳基和亞甲基。

4.根據權利要求2或3所述的石墨烯原位聚合半芳香聚酰胺的制備方法，其特征在于，二元胺和二元酰氯的摩爾比為(1.05～1.5)：1。

5.根據權利要求2或3所述的石墨烯原位聚合半芳香聚酰胺的制備方法，其特征在于，所述二元胺為脂肪族或芳香族二元胺，所述脂肪族二元胺為乙二胺、戊二胺或己二胺，所述芳香族二元胺為對苯二胺或1,8-二氨基萘；所述二元酰氯為脂肪族或芳香族二元酰氯，所述脂肪族二元酰氯為1,7-庚二酰氯，所述芳香族二元酰氯為對苯二甲酰氯或間苯二甲酰氯；當二元胺為脂肪族二元胺時，二元酰氯為芳香族二元酰氯，當二元胺為芳香族二元胺時，二元酰氯為脂肪族二元酰氯。

6.根據權利要求3所述的石墨烯原位聚合半芳香聚酰胺的制備方法，其特征在于，所述良溶劑為酰胺溶劑-鹽體系，其中酰胺溶劑為N-甲基吡咯烷酮或二甲基乙酰胺，鹽為氯化鋰或氯化鈣；所述縛酸劑為吡啶或2-甲基吡啶。

7.根據權利要求2所述的石墨烯原位聚合半芳香聚酰胺的制備方法，其特征在于，石墨烯用量為反應物總質量的0.1％-5％，優選為0.1％-1％；小分子芳香族聚酰胺用量為反應物總質量的0.01％-10％，優選為1％-5％。

8.根據權利要求2所述的石墨烯原位聚合半芳香聚酰胺的制備方法，其特征在于，在將反應物投入反應釜之前，先將石墨烯分散在小分子芳香族聚酰胺、己內酰胺及反應助劑的混合體系中，分散方式為高剪切超聲耦合技術，超聲功率1-20kW，剪切速率4500-20000rpm，分散時間2-24h，分散溫度60-90℃。

9.根據權利要求2所述的石墨烯原位聚合半芳香聚酰胺的制備方法，其特征在于，開環反應條件為溫度255～275℃，壓力0.15～0.85MPa，反應時間1.5～4h；聚合反應條件為溫度240～255℃，壓力-0.05～-0.20MPa，反應時間3～10h。

10.根據權利要求2所述的石墨烯原位聚合半芳香聚酰胺的制備方法，其特征在于，所述石墨烯為氨基功能化石墨烯。