[發明專利]一種低色度聚芳香醚的制備方法

有效

• 申請號: 202110756716.4
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113388111B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 張中標;趙滿;劉鈺瑋;穆琰琰;郭瀟帆;劉洋;王羽巍;翟水玲;宋愛茹
• 申請（專利權）人: 天津師范大學
• 主分類號: C08G75/23
• 分類號: C08G75/23
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 康志梅;陳偉

本發明涉及一種低色度聚芳香醚的制備方法，其包括以下步驟：(1)將二鹵單體和雙酚單體在堿和溶劑存在下進行聚合反應，得到含聚合產物的混合物；(2)將含聚合產物的混合物進行除堿處理；(3)采用磷酸對步驟(2)除堿處理后的聚合產物溶液進行除色處理。本發明的制備方法能夠高效地制備低色度的聚芳香醚，并且還具備對設備腐蝕及對產品結構破壞的風險低、固廢處理簡化的優點。

技術領域

本發明涉及聚芳香醚合成領域，具體涉及一種低色度聚芳香醚的制備方法。

技術背景

聚芳香醚是一類重要的高性能高分子材料，其不僅具有較高的熱穩定性、化學穩定性及機械強度，而且結構多樣、來源廣泛，在國防軍工、航空航天、高端制造等領域發揮了不可替代的作用。依據分子鏈中所含官能團的種類又可分為聚芳醚砜、聚芳醚酮、聚芳醚腈、聚芳醚氧膦、聚醚酰亞胺等品種。這些高分子材料的制備主要通過活化的二鹵化物與雙酚的芳香親核取代縮聚反應來實現。第一種工藝需要加入分水劑，將反應過程中產生的水移出，再升溫進行聚合。分水劑多為易燃易爆的芳香化合物，它的使用不僅會帶來環保、安全上的成本增加，也會使后處理流程中的溶劑回收工藝變得復雜，最終導致生產成本增加。第二種工藝可以不加入分水劑，直接將生成的水蒸出，再升溫聚合。這種工藝雖然剔除了分水劑分水環節，但若分水不徹底或分水時間過長，就會導致分子量不高，或者產物較深的顏色。第三種工藝采用磷酸鉀為堿，聚合后生成磷酸氫鉀，沒有水產生，無需分水，使得生產周期縮短、溶劑回收簡化，是新一代的聚芳香醚的制備工藝。

以上所有聚合工藝過程中，經常使用N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮作為溶劑，這類溶劑容易受熱水解，產生脂肪胺，被氧化后會產生較深顏色的化合物，隨著產品固化過程而被吸附在產品表面而造成產品的顏色加深。在聚合物沉降前加入酸可以與這些胺或者其氧化物反應成鹽而降低顏色，但是有機酸的加入會帶來后續溶劑回收的困難(例如乙酸會與N,N-二甲基乙酰胺共沸而使溶劑回收成本大大增加)，無機酸中濃硫酸和濃硝酸帶有強氧化性，可能破壞產品的性能，鹽酸中含水量較大，會導致聚合物提前析出，并且這些強酸的使用會對設備帶來較高的成本投入。

發明內容

針對現有技術的問題，本發明提供一種低色度聚芳香醚的高效制備方法，采用該制備方法能夠高效地制備低色度的聚芳香醚，并且還具備對設備腐蝕及對產品結構破壞的風險低、固廢處理簡化的優點。

本發明提供的一種低色度聚芳香醚的制備方法，其包括以下步驟：

(1)將二鹵單體和雙酚單體在堿和溶劑存在下進行聚合反應，得到含聚合產物的混合物；

(2)將含聚合產物的混合物進行除堿處理；

(3)采用磷酸對步驟(2)除堿處理后的聚合產物溶液進行除色處理。

根據本發明的一些實施方式，所述除堿處理包括：將所述含聚合產物的混合物進行固液分離。通過固液分離可以將所述含聚合產物的混合物中所包含的未反應的堿除去，濾液即為除堿處理后的聚合產物溶液。根據本發明的一些實施方式，所述固液分離為壓濾。在一些實施例中，所述固液分離采用10微米濾膜壓濾。

根據本發明的另一些實施方式，所述除堿處理包括：將含聚合產物的混合物沉降后用水進行洗滌，然后干燥，再將干燥的聚合產物溶于所述溶劑中，得到除堿處理后的聚合產物溶液。聚合后先沉降、再洗滌、干燥，這個過程可以除去未反應的堿。

根據本發明的一些實施方式，所述除色處理包括將所述除堿處理后的聚合產物溶液與磷酸混合，得到除色處理后的聚合產物溶液。

根據本發明的一些實施方式，所述制備方法還包括步驟(4)，將除色處理后的聚合產物溶液用水洗滌，然后干燥，得到所述低色度聚芳香醚。