[发明专利]一种改性聚芳醚酮及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种改性聚芳醚酮及其制备方法。

背景技术

聚芳醚酮是一类新型半晶态芳香族耐高温树脂，它具有耐热等级高、力学性能、电性能和抗辐射性能优异，耐化学药品、耐疲劳、耐冲击、抗蠕变、耐磨、阻燃等优点，特别适合用作高性能复合树脂基体和超级工程塑料，在宇航、电子信息、能源等许多高新技术领域有着广泛的用途，成为高分子材料研究领域的一大热点。

现有应用较多的聚芳醚酮主要有聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮（PEK）、聚醚醚酮（PEKK）与聚醚酮醚酮酮（PEKEKK）。聚芳醚酮属于耐高温热塑性塑料，虽然其耐热性能很好，但其T_g（玻璃化转变温度）仍不高，当温度超过T_g以后，材料的模量下降很快。另外，聚芳醚酮熔点很高，熔体流动性差，且对温度变化不敏感，使其加工非常困难。此外，聚芳醚酮的维卡软化点和热变形温度比较低，高温力学性能有待提高。近年来，随着高新技术进一步发展，对材料的要求也越来越高，通过化学与物理改性研究开发耐热等级更高，加工更方便的新型聚芳醚酮树脂是个十分活跃的课题。

聚芳醚酮的一般结构可写作-Ar₁-X-Ar₂-Y-，Ar₁与Ar₂是芳香基团，X、Y是连接单元醚键或酮键。芳香基团通常是苯基、萘基，或更高级的芳香烃，可以是取代的，也可以是未取代的。醚键或酮键可以是邻、间或者对位取代。多种芳香基团、醚键和酮键的排列方式，以及取代的位置不同，使得聚合物结构的多样性成为可能，每种结构都有特征的形态、玻璃化温度、流变性、加工性、溶解性和其他许多性能。

目前应用的大部分聚芳醚酮由于分子主链中含有大量的醚键，使得聚合物组分中氧含量较高，耐热性降低，在主链中减少醚键含量以提高聚合物主链的刚性，是对聚芳醚酮耐热性进行改性的一个有效的途径。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种改性聚芳醚酮及其制备方法，该改性聚芳醚酮耐热性较高且溶解性较好。

本发明提供了一种改性聚芳醚酮，如式（I）所示：

所述-Ar₁-选自下列式（1）～式（2）结构中的一种：

所述-Ar₂-选自下列式（4）～式（6）结构中的一种：

其中，A₁与A₂各自独立地为S或O；R₁与R₂各自独立地选自H、NH₂、NO₂与C1～C5的烷基中的一种；R₃与R₄各自独立地选自H、苯基与取代苯基中的一种；R₅与R₆各自独立地选自C1～C5的烷基或氟取代的C1～C5的烷基；m与n为聚合度。

优选的，所述R₁与R₂各自独立地选自H、NH₂、NO₂与CH₃中的一种。

优选的，所述R₅与R₆各自独立地为CH₃或CF₃。

优选的，所述m与n的比值为（99：1）～（1：99）。

本发明还提供了一种改性聚芳醚酮的制备方法，包括：

A）在惰性气体保护的条件下，将咪唑单体、双酚单体与式（IV）结构的二取代二苯酮与第一非质子溶剂混合，在碳酸盐作用下，加热反应，得到式（I）所示的改性聚芳醚酮；

所述咪唑单体具有式（II-1）结构或式（II-2）结构；

所述双酚单体具有式（III-1）结构、式（III-2）结构或式（III-3）结构；

所述-Ar₁-选自下列式（1）～式（2）结构中的一种：

所述-Ar₂-选自下列式（4）～式（6）结构中的一种：