[发明专利]一种含硅主链芳醚腈共聚物及其制备方法

说明书

本发明的一种含硅主链芳醚腈共聚物及其制备方法属于高分子材料的技术领域。含硅主链芳醚腈共聚物结构式如下所示:本发明以2,2'‑双(4‑羟基苯基)烷基硅烷及其它双酚单体为主要原料与2,6‑二氟苯腈进行共聚合反应，制备一种含硅主链芳醚腈。该类共聚物由于引入硅烷主链结构，改善聚芳醚腈树脂的熔融、溶解加工性能，具有较好的热稳定性和成膜性，在功能涂料和分离膜等领域具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明的一种含硅主链芳醚腈共聚物及制备属于高分子材料及其合成的技术领域。

背景技术

聚芳醚腈是分子主链含有醚键，芳环和带有氰基芳环的高聚物。聚芳醚腈类聚合物在侧链上引入高刚性，耐热性氰基后，分子链间的偶极-偶极作用力增大造成耐热等级与机械强度相应提高。与聚芳醚砜、聚芳醚酮不同的是，聚芳醚腈的氰基作为一个提高耐热性的侧基出现在分子链中，因而对聚合物的成型流动的影响也要小的多，使其即具有较高的耐热性，又有令人满意的成型加工性。因此与普通的热塑性树脂相比，聚芳醚腈具有很高的耐热性、阻燃性、机械强度，阻紫外线性，抗蠕变性好等优良特性，有望作为一类结构材料、电子原件、电子材料等在航空航天、电子、通讯以及其他高技术领域发挥重要作用。尽管聚芳醚腈树脂具有优异的物理及力学性能，但其在某些特定环境下的加工应用问题仍是阻碍其发展的重要因素。

含硅芳香聚合物是将柔性硅烷结构引入聚合物主链的一类芳香聚合物，如含硅聚芳酰胺、含硅聚芳酯、含硅聚酰亚胺，含硅聚噁二唑，含硅聚苯并咪唑等。柔性硅烷结构会明显增加聚合物的玻璃化转变温度与热分解温度区间范围，因而这类材料具有更好的热成型加工能力；也可以有效的提高聚合物的溶解能力，使之易溶于极性非质子性溶剂如DMF、DMA、NMP、DMSO，甚至可以溶解于更弱的极性溶剂氯仿与吡啶中。

周其凤等人则采用4,4’-二酰氯基苯基-二甲基硅烷与2,5-二苯氧基苯氰等醚类单体进行低温溶液亲电取代反应，将硅烷结构引入到聚芳醚腈体系中。制备出的聚合物可溶解于极性有机溶剂并具有良好的热稳定性，无论在惰性气氛还是在空气条件下，350℃以下不分解，但由于采用亲电取代路线，主链结构可控性较弱。[高自宏,范星河,陈小芳,周其凤,新型含硅聚醚腈的合成与表征,高等学校化学学报.2005,26(8):1579-1581.]

专利CN 102850547 A公开了一种主链含有Si-O-Si结构的聚芳醚砜树脂及其制备方法，以主链含有Si-O-Si结构的1,1,3,3-四甲基二硅氧烷-1,3-二(3-甲氧基-4-丙基苯酚)(2Si-PH)为原料，与联苯二酚和二氯二苯砜共缩聚，制备主链含有Si-O-Si结构的聚芳醚砜树脂。树脂具有优异的耐热性、溶解性及氧化稳定性，但主链含有Si-O-Si结构其在酸碱条件下易于水解而断链。

宋才生等人以二甲基二苄基硅烷与4,4’-二苯氧基苯和间苯二甲酰氯为单体，采用亲电取代的路线合成了三元无规主链硅杂化聚芳醚醚酮酮共聚物，柔顺性好，并具有较高的断裂韧性，其溶解性也有较大的提高，但由于硅与苯环间隔了亚甲基，破坏了σ-π共轭结构，热稳定性有所降低。[叶尚辉,温红丽,宋才生等,主链硅杂化聚芳醚醚酮酮的合成与表征,江西师范大学学报(自然科学版).2005,29(6):505-508.]

本发明2,2'-双(4-羟基苯基)烷基硅烷及其它双酚单体为主要原料与2,6-二氟苯腈类单体等进行共聚合反应，制备含硅主链结构的芳醚腈共聚合物。该类聚合物由于引入硅烷主链结构，改善聚芳醚腈树脂的熔融、溶解加工性能，具有较好的热稳定性和成膜性，在功能涂料和分离膜等领域具有潜在的应用价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，以2,2'-双(4-羟基苯基)烷基硅烷配以其他双酚单体与2,6-二氟苯腈单体共聚，从而将硅烷主链结构引入芳醚腈共聚物大分子中，制备出具有优异熔融、溶解加工性能共聚物树脂。

本发明的技术方案如下：

本发明一种含硅主链芳醚腈共聚物，其结构式如下所示: