[发明专利]单氟苯类封端剂及其制备方法和应用、苯封端聚芳醚酮的合成

说明书

本发明涉及单氟苯类封端剂及其制备方法和应用、苯封端聚芳醚酮的合成，单氟苯类封端剂具有如下式Ⅰ结构F‑Rsubgt;1/subgt;‑O‑Rsubgt;2/subgt;，其中，Rsubgt;1/subgt;含有至少一个苯基，当存在多个苯基时，多个所述苯基之间以酮基、砜基、醚基相连；Rsubgt;2/subgt;是二苯甲酮基团、联苯基团、二苯醚基团中的一种；采用双氟苯类化合物和含单羟基苯类化合物升温至140‑180℃进行亲核所得，采用芳香亲核缩聚反应得到含端羟基的聚芳醚酮后，加入所述单氟苯类封端剂进行封端获得苯封端聚芳醚酮；本发明提供的单氟苯类封端剂在制备封端聚芳醚酮时，可精确控制封端过程，提高聚芳醚酮的热稳定性。

技术领域

本发明涉及封端剂合成技术领域，具体涉及单氟苯类封端剂及其制备方法和应用、苯封端聚芳醚酮的合成。

背景技术

聚芳醚酮类(尤其是聚醚醚酮)聚合物有着耐高温、高强度、耐辐照等一系列优异的综合性能。传统制备的聚芳醚酮材料含有氟端基、羟端基或者酚盐形式的端基，由于这些形式的端基存在导致聚合物在高温加工过程中熔体粘度增加，加工稳定性差。现有技术中存在氨基封端的聚醚醚酮，通常控制在低分子量水平，因此常用在涂料领域，如专利US5137988 A、CN113105620B。非氟卤素封端的聚醚醚酮，如氯原子、溴原子，通常表现出提高的阻燃性能，如专利CN104479089B、CN111943831B。丙烯酸酯类封端的聚醚醚酮，具有光敏性，可用在3D打印领域，如专利CN108164666B、CN113429564B。而这些封端结构对聚醚醚酮的高温热稳定性能几乎没有贡献。

因此为了提高聚醚醚酮材料的热稳定性，以亲核反应合成聚醚醚酮为例，现有技术中有采用单酚化合物、含氟二苯甲酮(如对氟二苯甲酮、4,4’-二氟二苯甲酮等)、含氟联苯等小分子化合物来进行封端。如单酚化合物作封端剂时，在反应结束前加入过量的单酚化合物也可达到封端的目的，但实际生产情况表明，在反应结束前加入过量的单酚会导致聚合物分子链断裂，导致聚合物性能的极大损失，甚至断裂成小分子化合物。如4,4’-二氟二苯甲酮作为封端剂将含端羟基或者酚盐形式端基的聚芳醚酮转化为封端的聚醚醚酮。但是含氟二苯甲酮以及含氟联苯等分子量较小，为小分子化合物，在聚醚醚酮的合成温度(通常合成温度在300℃以上)下容易挥发，形成白色烟雾附着在反应釜顶部侧壁，影响聚醚醚酮产品的热稳定性。例如以二苯砜为溶剂合成聚醚醚酮时，合成温度可达到310℃，这已经远远超过如对氟二苯甲酮、4,4’-二氟二苯甲酮、4-氟联苯等的沸点，这些小分子封端剂在还未起到封端作用前，就已经气化并附着在反应釜顶部侧壁进而影响下一次聚合反应的同时使得聚醚醚酮产物的热稳定性仍没有得到有效改善。

发明内容

为了提高聚芳醚酮的热稳定性，而提供单氟苯类封端剂及其制备方法和应用、苯封端聚芳醚酮的合成。本发明提供的单氟苯类封端剂在制备封端聚芳醚酮时，可避免封端剂在310℃及以上合成温度下发生高温气化，本发明的封端剂可精确控制封端过程，提高聚芳醚酮的热稳定性。

为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

单氟苯类封端剂，具有如下式Ⅰ结构：

其中，R₁含有至少一个苯基，当存在多个苯基时，多个所述苯基之间以酮基、砜基、醚基相连；R₂是二苯甲酮基团、联苯基团、二苯醚基团中的一种。

进一步地，所述R₁为选择如下一种结构：其中R₃是氢或氰基；

所述R₂为选择如下一种结构：

其中R₁中的表示与式Ⅰ结构中分别与F原子的右边、O原子左边相连位置；R₂中的表示与式Ⅰ结构中O原子的右边相连位置。

优选地，所述单氟苯类封端剂具有如下结构中的一种：