[发明专利]一种含直链硅氧烷结构聚芳醚酮聚合物、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种含直链硅氧烷结构聚芳醚酮聚合物及其制备方法，属于高分子材料及其制备技术领域。本发明所述的含直链硅氧烷结构聚芳醚酮聚合物的方法，将直链硅氧烷结构直接引入到聚芳醚酮主链中，工艺简单，易于控制，在保留聚芳醚酮耐高温性能的同时，降低材料的介电常数及吸水率，同时降低材料的熔体粘度并大大提高其注塑加工性能，具有更广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子合成技术领域，具体涉及一种直链硅氧烷嵌段结构改性含二氮杂萘结构聚芳醚酮、其制备方法及应用。

背景技术

含二氮杂萘结构聚芳醚酮(PPEK)是主链结构中含有二氮杂萘结构和羰基结构重复单元所构成的高性能高聚物，属特种高分子材料，具有耐热等级高、耐辐照、耐水解、可溶解等优良性能，在电子电器、汽车、医疗、核工业、石油化工等领域有广泛的应用。由于二氮杂萘结构的扭曲非平面结构，提高了聚芳醚酮的溶解性，但也提高了聚芳醚酮本体的粘度，使其在熔融注塑加工过程中粘度较大不易注塑成型，一定程度上限制了其使用范围。将醚键引入到聚合物主链中，可以有效的降低聚合物的粘度，但由于醚键柔性较大，导致聚合物的玻璃化温度和热分解温度一定程度地下降。

发明内容

为了解决上文所述的技术问题，在不降低材料耐热性能的同时，降低材料的介电常数及吸水率，同时降低材料的熔体粘度并大大提高其注塑加工性能。本发明制备了一种含直链硅氧烷结构聚芳醚酮聚合物，获得的含有直链硅氧烷结构单元改性聚芳醚酮材料可直接注塑成型材，也可以使用溶剂溶解进行加工。

本发明所述的含直链硅氧烷结构聚芳醚酮聚合物，是将含有直链硅氧烷结构单元直接引入到聚芳醚酮主链中获得含直链硅氧烷新型结构聚芳醚酮，即所述的直链硅氧烷嵌段改性含二氮杂萘结构聚芳醚酮材料。

进一步的，上文所述的聚合物的结构通式如下：

其中，n选自10～40中的整数，y选自1～5中的整数，m选自1～8中的整数。

本发明的另一方面在于保护上文所述直链硅氧烷新型结构聚芳醚酮的制备方法，具体是通过以下步骤获得：

以PPEK-H和二卤代硅氧烷为原料进行反应，其反应式如下：

其中，n选自10～40中的整数，y选自1～5中的整数，m选自1～8中的整数，优选1～3，X选自F、Cl、Br、I中的一种。

对于上文所述的制备方法，进一步的，所述制备方法的步骤具体如下：

在反应瓶中，依次加入有机溶剂和PPEK-H，搅拌至溶解，然后加入碱，搅拌10～60min，再加入二卤代硅氧烷，控制反应温度20～80℃，反应1～6h，检测至二卤代硅氧烷反应完毕，反应结束后，将反应液倒入沉淀剂，再进行过滤、分离、洗净、干燥，得到所述主链含有硅氧烷结构单元聚芳醚酮材料，即具有吡啶季铵盐结构抗菌聚芳醚酮。

其中，R₁、R₂、R₃、R₄结构分别选自甲基、乙基、丙基、异丙基中的一种。

对于上文所述的制备方法，进一步的，所述二卤代硅氧烷作为改性嵌段原料，其结构为：

其中，m选自1～8中的整数，X选自F、Cl、Br、I中的一种；其中，R₁、R₂、R₃、R₄结构分别选自甲基、乙基、丙基、异丙基；

对于上文所述的制备方法，进一步的，所述两端都是二氮杂萘结构封端的聚芳醚酮(PPEK-H)是聚合物材料的主要原料，数均分子量大约在4000～20000；更为优选的数均分子量范围10000-15000；其结构式如下：