[发明专利]一种聚芳硫醚砜及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明属于高分子材料合成领域，具体涉及一种聚芳硫醚砜及其制备方法。

背景技术

聚芳硫醚砜（PASS）的主要生产原料为4,4’-二氯二苯砜（DCDPS）、硫化钠；辅助原料为溶剂N-甲吡咯烷酮（NMP）、催化剂，少量的氢氧化钠、盐酸等。4,4'-二氯二苯砜又名：1,1’-磺酰基双（4-氯苯）；二氯二苯砜；双（4-氯苯基）砜；4,4'-二氯二苯基砜；分子式：C12H8C2O2S，分子量：287.16，白色单斜结晶体。不溶于水，微溶于冷乙醇，主要用作工程塑料聚砜的原料，也用于生产4,4'-二氨基二苯砜，也用于作医药、助剂的中间体。

新型结构功能一体化的高性能聚合物是目前高分子材料领域的一个重要的发展方向，它是各高新技术不断发展的支撑，也是各应用领域孜孜以求的产品，聚芳硫醚砜就是这样一种具有远大发展前途的新型聚芳硫醚类材料，它也是结构改性产物，不仅拥有特种工程塑料PPS优异的耐热、耐腐蚀性以及优异的力学性能，而且由于其分子链结构中具有的芳基砜结构，使得这一聚合物具有比PPS更优异的抗冲、抗弯及高温力学性能。

PASS为玻璃化温度较高的非结晶性树脂，其玻璃化温度达220℃，比PPS高130℃，热变型温度为190℃，比PPS高55℃，因而PASS具有比PPS更优良的耐热性。PASS复合增强料在高温下有远优于PPS的强度保持率，同时，PASS的阻燃性能也优于PPS，因而PASS比PPS更适合用作耐高温复合材料；由于PASS为非结晶性材料，其耐冲击性能也较PPS得到了极大的改善；PASS在室温可溶于特定的溶剂中，相对于PPS在200℃以下无任何溶剂的情形，PASS的溶解性远优于PPS，这直接导致了PASS可在溶液状态下方便的进行表征并可进行溶液法加工，这对扩展PASS的应用领域是极为有利的，与此同时，PASS的次级有序结构又使其耐腐蚀性远远优于大多数无定性树脂，如聚砜（PSF)、聚碳酸酯（PC)等，因而PASS获得了比PPS更独特的性能和更广泛的用途；由于兼具有结晶性树脂和无定性树脂的共同优点，PASS还是部分结晶性树脂和无定性树脂的相溶剂，用其对现有树脂品种进行改性，可提高材料的综合性能，制备性能更优良的高分子合金。

此外，PASS还可制备成性能极好的各类耐腐蚀分离膜，适合制备高附加值的功能性薄膜制品。

 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚芳硫醚砜及其制备方法，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种聚芳硫醚砜，由包括以下重量份的组分制成：

4,4’-二氯二苯砜200-160份；

二苯醚60-80份；

硫化钠15份；

脱水剂45-80份；

催化剂5-15份；

助剂5-15份；

溶剂400-800份。

优选的，所述脱水剂为甲苯、二甲苯或Na2S·9H2O中的一种，优选的是Na2S·9H2O。

优选的，所述催化剂为磷酸三钠、醋酸钠、醋酸锂、羟基乙酸钠、氯化锂、ε-氨基己酸、己内酰胺、对甲基苯磺酸钠和苯甲酸钠中至少一种，优选的是磷酸三钠和醋酸钠按重量比1:3的混合物。

优选的，所述助剂为多聚甲醛、苯甲醛、甲酸钠NaBH₄或氢氧化钠中的至少一种，优选的是甲酸钠和氢氧化钠按重量比1:2.5的混合物。

优选的，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、六甲基磷酰三胺、二苯砜、N,N-二甲基乙酰胺或环丁砜中的任一种，优选的是N-甲基吡咯烷酮。

一种聚芳硫醚砜的制备方法，包括以下步骤：

（1）将4,4-二氯二苯砜、二苯醚和硫化钠加入高压釜，再加入溶剂，升温至170-195℃，往高压釜中加入Na2S·9H2O，脱水反应0.5-1.2小时，控制反应压力为0.5~1.0MPa，得到预聚物。

（2）将步骤（1）中高压釜中得到的预聚物倒出40%~60%体积份备用，然后加入磷酸三钠和醋酸钠的混合物催化剂以及甲酸钠和氢氧化钠的混合物助剂，在氮气氛围下搅拌均匀，升温至215~230℃，控制反应压力为1.5~2.2MPa，反应2~3小时。