[发明专利]含全氟环丁基芳基醚结构的疏水柔性聚碳酸酯的制备方法及产品和应用

说明书

本发明提供了一种含全氟环丁基芳基醚结构的疏水柔性聚碳酸酯的制备方法及产品和应用。本发明以对羟基苯甲醚为前体，首先与1,2‑二溴四氟乙烷生成2‑溴四氟乙烯氧基苯甲醚，之后在锌粉作用下经过脱卤化反应得到三氟乙烯基芳基醚单体，在180~210°C条件下进行成环反应得到二聚中间体，经BBr₃脱除甲氧基得到含全氟环丁基芳基醚结构的单体，然后利用固体光气作为偶联剂制备得到含有全氟环丁基芳基醚结构的聚碳酸酯。本发明将全氟环丁基芳基醚结构引入聚碳酸酯不仅赋予聚碳酸酯良好的柔性，减小聚合物分子的应力缺陷，还显著降低了聚碳酸酯的表面能，增大疏水性，提高了材料的耐水解性，可在汽车零部件、建材等领域得到广泛使用。

技术领域

本发明涉及一种含全氟环丁基芳基醚结构的疏水柔性聚碳酸酯的制备方法及产品和应用，属于功能高分子技术领域。

背景技术

聚碳酸酯是一种综合性能优良的工程塑料，具有突出的冲击韧性、透明性和尺寸稳定性，优良的力学强度、电绝缘性，使用温度范围宽，在电子电器、汽车、航空航天等领域得到了广泛的应用。聚碳酸酯的主要缺点是分子链的刚性大，分子取向后不易松弛，使得制品中残留的内应力难以自消，对缺口敏感，容易发生应力开裂。此外，由于聚碳酸酯分子链中存在对水和热都比较敏感的碳酸酯键，在高温有氧及潮湿的环境下聚碳酸酯的分子链会发生不同程度的降解，导致材料被破坏，严重制约了其应用。虽然物理共混改性在一定程度上能够改善其性能，但还是不能满足人们在生产应用中对它的需求。因此，寻求改善聚碳酸酯的新技术和方法已成为研究热点。Sakashita课题组在聚碳酸酯主链上引入环己烷结构，利用环己烷船式和椅式构象来减弱分子链的刚性，制得的聚碳酸酯具有较高的柔性，改善了聚合物的加工性能。Sasaki课题组将BPA、DPC、LiH按一定比例混合，以2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇作为第三单体引入，单体中的环丁烷结构可以提高分子链的旋转性，进而提高链的柔性，减小内应力。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的旨在提供一种含全氟环丁基芳基醚结构的疏水柔性聚碳酸酯的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的包裹IR780@硅质体产品。

本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现：一种含全氟环丁基芳基醚结构的疏水柔性聚碳酸酯的制备方法，其特征在于，以对羟基苯甲醚为前体，首先与1,2-二溴四氟乙烷生成2-溴四氟乙烯氧基苯甲醚，之后在锌粉作用下经过脱卤化反应得到三氟乙烯基芳基醚单体，在180~210°C条件下进行[2π+2π]成环反应得到二聚中间体，经BBr₃脱除甲氧基得到含全氟环丁基芳基醚结构的单体，然后利用固体光气作为偶联剂制备得到含全氟环丁基芳基醚结构的聚碳酸酯。

在上述方案基础上，提供具体步骤如下：

（1）将对羟基苯甲醚和碳酸铯置于三口瓶中，加入溶剂A，搅拌30 min，用滴液漏斗缓慢滴加1,2-二溴四氟乙烷，升温至50°C，反应5h，得到2-溴四氟乙烯氧基苯甲醚；

（2）步骤（1）制得的2-溴四氟乙烯氧基苯甲醚溶于去离子水中，用二氯甲烷和水萃取三次，加入无水硫酸镁干燥过夜，抽滤得到纯化的2-溴四氟乙烯氧基苯甲醚；

（3）搅拌下缓慢滴加步骤（2）制得的纯化2-溴四氟乙烯氧基苯甲醚于新活化的锌粉与溶剂B的混合液中，95°C回流 10h，得到三氟乙烯基芳基醚单体；

（4）将步骤（3）制得的纯化的三氟乙烯基芳基醚单体置于三口瓶中，在180~210℃下反应6~8h，得到二聚中间体；

（5）将二聚中间体溶解于二氯甲烷中，冰水浴0°C搅拌下滴入BBr₃，滴加完毕后升温至室温，搅拌3h，得到含全氟环丁基芳基醚结构的单体；