[发明专利]一种采用非均相悬浮聚合机制制备聚芳醚酮树脂的方法及聚芳醚酮树脂

说明书

本发明提供一种采用非均相悬浮聚合机制制备聚芳醚酮树脂的方法及聚芳醚酮树脂，所述方法包括以下步骤：(1)将含有两个活性氢的芳香单体、含有两个活性酰氯的芳香单体、分散剂、封端剂以及聚合溶剂混合，降温，而后加入Lewis酸催化剂，保温，升温，反应，得到反应产物；(2)将反应产物解络合，后处理，得到所述聚芳醚酮树脂。本发明的工艺过程简单，聚合热易于排除，解决了因聚合物提前析出而造成的分子量低及分布宽的问题，产物不粘釜壁，易于出料，可进行连续化生产，并且制备的聚芳醚酮树脂为微米级别的多孔性不规则细颗粒状固体或形状近于圆球形的固体颗粒，不需要进行复杂的后处理工序，即可满足不同加工的需求。

技术领域

本发明属于高分子材料合成技术领域，涉及一种采用非均相悬浮聚合机制制备聚芳醚酮树脂的方法及聚芳醚酮树脂。

背景技术

聚芳醚酮(PAEK)特种工程塑料，具有卓越的机械物理性能，在这些聚合物中，与其他一类高性能塑料相比，聚醚酮酮(PEKK)是目前特种工程塑料中耐热性能最高，综合性能最好的树脂材料，长期使用耐热性超过250℃。此外，在高温下还具有优良的力学性能、电绝缘性、耐化学品性和耐辐射等特点。PEKK优异的综合性能使其广泛用于航空航天、电子信息、机械医疗设备等领域。这样的聚合物可以是无定形的或半结晶的，两种类型通常都具有较高的玻璃化转变温度(Tg)，而半结晶形还具有较高的熔融温度(Tm)。在这些聚合物中，聚(醚酮酮)系列因其优异的机械性能，化学惰性和抗应力开裂性而特别受到关注，可用于航空航天领域和许多其他广泛的工业应用中，包括制备热塑性复合材料，同时，还可用于制备生物医学植入物材料。

通用术语通过参考重复单元的结构(在高分子化学中是标准的)来命名此类聚合物，并根据醚(以“E”表示)和酮(以“K”表示)的序列命名。在重复单元中，例如，基本上由重复单元：-Ar-O-Ar-(C＝O)-Ar-(C＝O)-构成的聚合物将被称为“PEKK”。可以使用后面Friedel-Crafts亲电聚合反应来制备聚醚酮酮PEKK。

Ar＝芳香苯环，1,4-PEKK

对于体内使用，聚芳醚酮(PAEK)材料必须进一步满足生物相容性的要求，理想状态下，合成的聚合物中应无未反应的单体、催化剂残留物或其他反应组分，即需要聚合物的高纯度来满足生物相容性的要求。事实上，聚合物中夹杂着杂质，这些杂质还会导致加工过程中聚合物的熔体不稳定。在进一步加工成型期间，这可能是一个严重的问题，因为不稳定性会导致制造过程中的性能变化，从而可能影响制品使用中的性能。对于结构和性能要求较高的应用中，例如航空航天等，是非常不希望的。

芳香族聚醚酮通常通过亲核或亲电聚合反应制备。上述两种方式，聚合的终态都不能形成均一的液态或易于流动的体系。例如，由英国Victrex提供的聚合物聚醚醚酮PEEK被认为是通过高温亲核过程合成的，工艺以4,4-二氟二苯甲酮、对苯二酚、碳酸盐在二苯砜熔融环境下，在280～340℃的温度下进行缩聚反应，如下所示：

其亲核反应是溶液缩聚反应，其中通过聚合物保留在溶液中(例如，在高温下的二苯砜中)，使增长的聚合物链保持在反应状态。相反，亲电反应不是真正的溶液缩聚反应，因为随着反应链的增长，反应生成的聚合物从溶液中析出来。与正常的沉淀不同，颗粒会聚集形成难以处理的团块。