[發(fā)明專利]一種三苯基聚碳酸酯聚合物材料及其合成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310534568.0
• 申請日: 2023-05-11
• 公開（公告）號: CN116589672A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設計）人: 張磊;李天宇;梁玉杰;成永紅
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C08G64/16
• 分類號: C08G64/16;C08G64/24;C08G64/38;C08G64/30
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 趙中霞

本發(fā)明公開了一種三苯基聚碳酸酯聚合物材料及其合成方法，其包含至少一個取代芳基。該取代芳基通過縮合反應構建三苯基二酚，而后通過均縮聚或共縮聚反應最終得到三苯基聚碳酸酯聚合物。該取代芳基位于聚碳酸酯側基，因為兼具強電負性官能團和芳環(huán)結構，可以通過強電子誘導效應和共軛效應的協(xié)同作用大幅提升材料的偶極矩，同時三苯基結構和二酚側基取代結構還能夠增大鏈剛性與鏈旋轉能壘，因此該聚合物兼具高介電常數(shù)和良好的耐熱性能，同時保持聚碳酸酯的低介電損耗的特點。本發(fā)明聚合物能夠顯著提升材料的靜電儲能能力，特別是在高溫下的靜電儲能密度和儲能效率。本發(fā)明旨在提供一種新型耐高溫薄膜電容器的電工膜。

技術領域

本發(fā)明屬于高分子材料領域，涉及一種三苯基聚碳酸酯聚合物材料及其合成方法，其包含強電子誘導效應的取代芳基側基和碳酸三苯酯主鏈。

背景技術

薄膜電容器在電網(wǎng)配網(wǎng)和新能源汽車中有廣泛應用需求。然而，清潔能源的推廣和新能源汽車對薄膜電容器的儲能密度和工作溫度提出了更高的要求，而目前薄膜電容器的電介質主要采用雙軸拉伸聚丙烯，由于其介電常數(shù)和耐溫較低，導致其儲能密度和工作溫度逐漸無法滿足現(xiàn)有電網(wǎng)配網(wǎng)和新能源汽車的需求。基于此問題，一些科學出版物中提出通過偶極接枝策略實現(xiàn)介電常數(shù)的提高(Feng等，Chemical?Reviews.

2022；122(3):3820-78)，如一些含砜取代芳基側基的聚合物合成(Zhang等，Materials?Horizons.2020；7(2):592-7)及一些包含氟側基的聚合物，如環(huán)氧樹脂衍生物的合成和性質(Mao等，Chemical?Engineering?Journal.2022,444,136331)；包含碳酸二酚酯主鏈的聚合物，如聚碳酸酯衍生物的合成和性質(Bendler等，Eur.Polym.J.2012,48,830)，特別是包含具有較高介電常數(shù)的含碳酸二酚酯主鏈的聚合物的合成與性質(Bendler等，Macromolecules?2013,46,4024)；以及同時包含官能團側基及碳酸二酚酯主鏈的聚合物，如(Fontanella等，J.Polym.Sci.Pt.B-Polym.Phys.2012,50,289)。具有高分子量的主鏈含碳酸二酚酯的聚合物CN?101877248及CN111187406A專利公開。

然而，上述技術存在合成反應路徑復雜，所得材料的介電常數(shù)和工作溫度提升有限，且制備方法普遍容易導致材料的擊穿強度下降，一些合成結構的材料成型加工性能較差，很難用于制備具有高儲能性能和高工作溫度的聚合物電介質薄膜。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種三苯基聚碳酸酯聚合物材料及其合成方法，以解決現(xiàn)有技術存在合成反應路徑復雜、所得材料的介電常數(shù)提升有限、很難用于制備具有高儲能性能的聚合物電介質薄膜等問題。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案予以實現(xiàn)：

一種三苯基聚碳酸酯聚合物材料，該三苯基聚碳酸酯聚合物結構式如下：

其中，R₁和R₂分別是氫、烴基、烷氧基、鹵素、氰基、硝基、磺酰基、酰基中的一種；

R₃是氫、鹵素、氰基、硝基、酰基、磺酰基中的一種；

R₄是氫、烷基中的一種；

R₅是C₆-C₂₀的含或不含氧、硫、鹵素的烷基，芳基，芳烷基，烷芳基中的一種；

k為1～5的整數(shù)；

m為≥1的整數(shù)，n為≥0的整數(shù)，且m∶n＝99∶1～1∶99。

本發(fā)明還包括如下技術特征：