[发明专利]一种聚醚酰胺透明液晶聚合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚醚酰胺透明液晶聚合物及其制备方法，该聚醚酰胺的制备是采用低温溶液缩聚法将基于芳香族二醚二胺单体和基于芳香族二醚二甲酰氯单体与对苯二甲酰氯或对苯二胺以不同摩尔比例进行共聚。所制得的聚合物特性粘度为0.96‑1.87dL/g，在N₂氛围中，聚合物5%的热分解温度在481℃以上，且均可溶解于NMP、DMAc、DMF和DMSO中，部分可溶解于THF中，玻璃化转变温度在204‑240℃之间，可溶可熔，有益于聚醚酰胺的加工成型。此外，该聚合物是一种向列型的主链型液晶聚合物，有望成为一种具有特殊性能的新型聚芳酰胺液晶高分子材料。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种聚醚酰胺透明液晶聚合物及其制备方法。

背景技术

聚酰胺是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称。聚酰胺可由内酸胺开环聚合制得，也可由二元胺与二元酸缩聚得到。按照共聚单体的不同，聚酰胺可分为脂肪族聚酰胺和聚芳酰胺。

脂肪族聚酰胺于20世纪30年代由美国杜邦公司的Carothers研制出来，因其优异的性能，很快被投入到工业化生产。但由于其中酰胺基团所占比例比较高，致使吸水率较大，且玻璃化温度较低和耐热性较差等缺点，限制了脂肪族聚酰胺进一步的发展。

聚芳酰胺，是20世纪60年代出现的分子主链上含有芳香环的一种耐高温、耐辐射、耐腐蚀的聚酰胺新品种；由于其分子链的刚性，聚芳酰胺具有很好的热稳定性和化学稳定性，非常高的机械强度和熔融温度等特点，被广泛应用于军事以及交通等领域中。用对苯二胺和对苯二甲酸聚合，在浓硫酸介质下得到的溶致性聚酰胺液晶材料，是第一代液晶高分子，其高分子链具有很大的刚性，在纵向具有很高的拉伸强度；而分子链中存在大量的酰胺基团，在分子链之间产生大量的氢键，使聚酰胺的熔融温度高于分解温度，因此只能在浓硫酸介质中通过纺丝的方法得到高刚性纤维，而无法得到塑料状态的凝聚物，放弃了作为结构材料方面的使用。

用酯基代替了酰胺基的芳香族聚酯，是第二代高强度热致性液晶高分子，其酯基使聚酯高分子的熔融温度大幅度降低，在熔融状态下具有各向异性，成为能像普通塑料或金属一样成型加工的高分子材料，但由于其在分子间不存在氢键，使其在横向上所能承受的拉力大大减弱。

传统的聚芳酰胺由于其主链的规整性和刚性，以及分子间氢键的存在，使其难溶、难熔，工业加工性能差，限制了其合成、加工及应用。目前科研人员主要是通过对聚芳酰胺的主链进行化学改性来提高其溶解性、耐化性、耐高温性以及可加工性，但是溶解性能改善的同时往往使其耐热性能下降。

发明内容

本发明目的在于，提供一种聚醚酰胺透明液晶聚合物，具有良好的溶解性的同时，又具有优异的耐热性，力学性能优良，并且易于成型加工。

本发明的另一目的在于，提供一种聚醚酰胺透明液晶聚合物的制备方法，合成和操作简易，且成本低。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种聚醚酰胺透明液晶聚合物，具有以下结构：

其中，R₁、R₂结构相同，均为式1；R₃与R₄结构不同，为式1或式2；

所述y＝1-x；x的值在0-1之间，且x不等于1；

其中，R₅选自杂环芳香基团、多环芳香基团中的任意一种；所述n为大于等于1的正整数；所述杂环芳香基团是指构成环的原子除碳原子外，还至少含有一个杂原子的芳香基团，所述多环芳香基团是指两个或两个以上苯环以稠环形式相连的芳香基团；

式1中连接R₅的醚键在苯环的对位或间位，在苯环对位的反应活性更高，优选在苯环的对位。