[发明专利]含脂肪环半芳族聚芳醚酰胺及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含脂肪环半芳族聚芳醚酰胺及其制备方法，属于高分子合成领域。

背景技术

聚芳醚和半芳族聚酰胺均是性能优良的工程塑料，具有良好的力学，热学性能等，为综合两种聚合物的优点，提高聚芳醚的机械性能，改善其韧性及加工流动性，改善半芳族聚酰胺的加工窗口(如用对苯二甲酰氯，1,6-己二胺等合成出的半芳族聚酰胺由于其高密度氢键，使得其熔点与分解温度非常接近，从而导致其加工窗口比较小)，克服聚酰胺耐强酸、强碱的缺点；我们设计了含脂肪环半芳族聚芳醚酰胺这类聚合物，同时我们还发现所得含脂肪环半芳族聚芳醚酰胺具有优异的透光率，可望用于耐高温光学材料。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种含脂肪环半芳族聚芳醚酰胺聚合物及其制备方法，其特点是将含脂肪环半芳族二卤代二酰胺与二酚通过溶液缩聚的方法制备含脂肪环半芳族聚芳醚酰胺聚合物，它具有分子量高、收率高、纯度高、污染小易加工且由其所制薄膜透光度高的优点。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。

含脂肪环半芳族聚芳醚酰胺的起始原料由以下组分制成：

其中，二酚为对苯二酚、间苯二酚或1,1-双(4-羟苯基)-1-苯基乙烷中的任一种。

所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、碳酸氢钠、碳酸氢钾、乙酸钠、乙酸钾、乙酸钙、草酸钙或磷酸钠中的任一种。

所述脱水剂为甲苯或二甲苯。

所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、喹啉、异喹啉、N,N-二甲基丙烯基脲、二甲基亚砜、环丁砜、N-甲基丙酰胺、六甲基磷酰三胺、N-环己基吡咯烷酮、甲酰胺、乙酰胺或2-吡咯烷酮中的任一种。

含脂肪环半芳族聚芳醚酰胺的制备方法包括以下步骤：

(1)含脂肪环半芳族二卤代二酰胺单体的制备

将含脂肪环二胺114～170份，NaOH80～150份，表面活性剂1～50份依次加入到500～2000份的去离子水中，于室温下溶解；将对氯苯甲酰氯348份或对氟苯甲酰氯317份与300～3500份有机溶剂混合均匀后加入到三颈烧瓶中，然后将上述配置好的含脂肪环二胺溶液滴加入到三颈烧瓶中，待二胺溶液滴加完后，在室温下继续反应3～10h，生成含脂肪环半芳族二卤代二酰胺单体；

(2)含脂肪环半芳族二卤代二酰胺单体的纯化

将上述含脂肪环半芳族二卤代二酰胺中的有机溶剂蒸出，过滤，收集滤饼，滤饼经去离子水洗涤两次，除去水溶性杂质，再过滤，得到白色粉末状粗产品，粗产品经重结晶，过滤、收集无色针状晶体，真空干燥，得纯化的含脂肪环半芳族二卤代二酰胺，结构式如下：

其中：X＝F或Cl；

(3)含脂肪环半芳族聚芳醚酰胺的制备

将含脂肪环半芳族二卤代二酰胺358～447份，催化剂5～300份，脱水剂1～200份，二酚110～290份和溶剂150～3000份加入反应釜中，在氮气保护下，于温度130～200℃脱水反应0.5～5h，在温度160～240℃继续反应0.5～12h，得到粘稠的聚合物溶液，再将上述聚合物溶液降温至30～100℃，边搅拌边倒入水中，析出白色细条状聚合物粗产品，其结构式为：

其中，n＝10-300

中的任一种；

(4).含脂肪环半芳族聚芳醚酰胺的纯化

将上述聚合物粗产品经水、乙醇洗涤，于温度50～200℃干燥2～8h，粉碎，再分别用去离子水、丙酮提纯，于温度80～200℃干燥1～20h，获得纯化含脂肪环半芳族聚芳醚酰胺树脂。

所述脂肪族二胺为异佛尔酮二胺或反式-环己二胺中的任一种。

所述表面活性剂为月桂酸钠、硬脂酸钠、三乙醇胺、十二烷基硫酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、甘胆酸钠、对氨基苯磺酸钠、四丁基溴化铵、海藻酸钠或脂肪酸山梨坦中的至少一种。

所述有机溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、四氯乙烷、环己烷、石油醚、正庚烷、甲苯或二甲苯中的任一种。

所述重结晶溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃、甲酰胺、乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲亚砜中的至少一种。

结构表征与性能测试

1含脂肪环半芳族酰胺单体的结构分别经红外光谱、核磁共振(¹H-NMR)测试得到了证实，如图1、图2、图3所示。