[发明专利]一种聚对苯二甲酰对苯二胺液晶聚合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚对苯二甲酰对苯二胺液晶聚合物及其制备方法，通过功能化芳香型二醚二胺与对苯二甲酰氯和对苯二胺共聚得到一系列新型的聚对苯二甲酰对苯二胺，所制得的聚合物特性粘度为1.37 dL/g~2.44dL/g，且在加热情况下均可完全溶解于NMP。在N₂氛围中，聚合物5%的热分解温度在472℃以上，玻璃化转变温度在235~292℃之间，既保持聚芳酰胺的耐热性又改善PPTA的加工成型性。所制得的聚合物特具有优异的耐热性和力学性能，同时溶解性好，可形成高透明的向列型的主链型热致性液晶聚合物，易于加工成型；同时由于芳香族基团共轭，可以有效降低其介电常数，可作为一种具有特殊性能的新型液晶高分子薄膜材料，应用于汽车薄壁耐热制件、超薄壁化电气零部件、食品餐具等领域。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种聚对苯二甲酰对苯二胺液晶聚合物及其制备方法。

背景技术

芳香族聚酰胺是指至少含有85%的酰胺键和两个芳环相连的长链合成的聚酰胺，由此类聚合物制得的纤维称为芳香族聚酰胺纤维。聚对苯酰胺纤维是开发最快的一种纤维，它具有超高强度、超高模量、耐高温、耐腐蚀、阻燃、耐疲劳、线膨胀系数低、尺寸稳定性好等一系列优异的性能。主要用来制作高强力、耐高温的有机纤维，还可以用来制作薄膜增强材料。聚对苯酰胺的制备方式有两种，一种是由对苯二胺与对苯二甲酰氯经缩聚而成；另一种是由对氨基苯甲酸自缩聚而成。

由于聚芳酰胺树脂的加工成型性很差，使其应用领域有所限制。目前，一般是通过化学改性来改善聚合物的加工成型性能，如主链上引入柔性键、非共平面结构、体积较大的侧基或者共聚等，但溶解性能改善的同时往往使其耐热性能下降。中国专利CN1037554A公开了一种改进耐疲劳性的聚对苯二甲酰对苯二胺的四元共聚物的合成，该聚合物由对苯二胺和对苯二甲酰氯在酰胺—碱土金属溶剂体系中，加入少量的第三单体p,p′一二氨基苯哌嗪及第四单体p,p′—二氨基苯甲酰哌嗪，生成具有高分子量的四元共聚物。但上述单体原料由于价格和生产工艺等原因，使得其商业化前景并不明朗，目前该材料技术主要被欧美及日本等国家掌握。中国专利CN109134847A和CN109134848A公开了一种多元共聚芳酰胺结构，通过多元共聚引入侧链，降低聚芳酰胺的规整性，使其结晶性下降而提高其溶解性；但其引入侧链过程复杂，并且由于侧链基团空间位阻大会影响单体的反应活性。

近年来随着5G技术的不断发展，移动通讯速度将变得很快，在高频的情况下，低介电损耗的材料就大有用途，因此开发一种具有低介电常数、易加工、高透明的新型液晶高分子材料具有重大意义。

发明内容

本发明目的在于，解决目前聚芳酰胺材料存在的难溶难熔，难以加工成型的问题，提供一种聚对苯二甲酰对苯二胺液晶聚合物，高透明且具有低介电常数，耐热性和力学性能优、加工成型性好。

本发明的另一目的在于，提供一种聚对苯二甲酰对苯二胺液晶聚合物的制备方法，操作简易且成本低。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种聚对苯二甲酰对苯二胺液晶聚合物，具有以下结构：

其中，y=1-x，且 0 x 1；R₁为；

其中，R₂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；

R₁中连接R₂的醚键在苯环上的对位或间位，在苯环对位的单体反应活性更高，优选连接R₂的醚键在苯环上的对位。

x与y的比值表示R₁与对苯二胺的比例关系，即芳香型二醚二胺单体与对苯二胺单体的比例关系；x的值优选为0.3~0.9。