本发明专利技术公开了一种含侧链取代芳酯型液晶基元的双邻苯二甲腈单体及其制备和应用。该含侧链取代芳酯型液晶基元的双邻苯二甲腈单体通式如式下:其中M为侧链取代芳香基基团。与现有技术相比,本发明专利技术通过引入带有侧链的液晶基元,不但可以降低熔融温度,而且使该类树脂在高分子液晶材料中能更广泛应用。本发明专利技术所涉及的单体制备方法,合成周期大大缩短,合成单体的原材料价廉易得,制备方法简便,产率高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料合成
,具体设及一种含侧链取代芳醋型液晶基元 的双邻苯二甲腊单体及其制备和应用。
技术介绍
邻苯二甲腊树脂是一种新型的高性能热固性高分子材料,因具有优异的综合性能 而受到广泛关注,在航空航天工,电子工业等高
现已作为高性能树脂材料得到广 泛应用。通过邻苯二甲腊单体热固化可W制备功能高分子材料,树脂基复合材料,耐高溫材 料,磁性功能材料等,具有热氧稳定性,耐高溫,耐腐蚀,耐福射,阻燃性,低吸水性等性能。 运些性能使得邻苯二甲腊树脂显现出广阔的应用前景。 液晶高分子是一种在特定条件下可W显现液晶态的高分子材料,与高分子相比, 它有液晶相特有的分子取向和位置取向,和小分子液晶化合物相比,它又有高分子质量和 高分子化合物的特性。邻苯二甲腊单体在制备液晶高分子材料中同样得到很大的应用。 1934年,Linstead报道了献菁铜在560°C的成下升华而无任何分解,1958年 Marvel和Martin首次采用此类化合物制备了耐热型聚合物,然而只得到了低分子聚合物, 后续的研究中聚合物的热氧稳定性仍然不高。直到1970年代起,由美国海军研究室(NI?L) 的Keller等对邻苯二甲腊树脂的制备、加工和应用进行了系统的研究,取得了很大的进 展。他们发现胺类,酪类和有机强酸均可催化邻苯二甲腊的固化,大大缩短了固化时间。邻 苯二甲腊单体因烙融粘度低,固化无小分子放出而具有优异的加工性能,但普通的邻苯二 甲腊单体的烙点往往较高,给加工带来困难,能源消耗较大。
技术实现思路
为解决现有技术的缺点和不足之处,本专利技术的首要目的在于提供一种含侧链取代 芳醋型液晶基元的双邻苯二甲腊单体,该单体合成周期短,制备方法简便。 本专利技术的了另一目的在于提供上述含侧链取代芳醋型液晶基元的双邻苯二甲腊 单体的制备方法,该方法产率高,合成周期短,原材料价廉易得。 本专利技术的再一个目的在于提供上述含侧链取代芳醋型液晶基元的双邻苯二甲腊 单体的应用。[000引为实现上述专利技术目的,本专利技术采用如下技术方案: 一种含侧链取代芳醋型液晶基元的双邻苯二甲腊单体,通式如式(1)所示: 其中Μ为侧链取代芳香基基团,具有如式(2)所示的结构通式: 阳〇1引其中R为-即2。4,η为1~12中的整数。 本专利技术所述含侧链取代芳醋型液晶基元的双邻苯二甲腊单体的制备方法,包括W 下步骤: (a)将对径基苯甲酸在碱性试剂A和溶剂A存在下,与对硝基邻苯二甲腊反应并酸 化得式(3)所示的化合物; 化)将2, 5-二径基苯甲酸在催化剂A条件下与烷基伯醇反应,或者是将2, 5-二径 基苯甲酸在催化剂A和带水剂条件下与烷基伯醇反应,得到式(4)所示的化合物: (C)将式(3)所示的化合物与酷化试剂反应将其酷化后,在催化剂B、碱性试剂B 和溶剂B的条件下与式(4)所示的化合物反应,得到所述含侧链取代芳醋型液晶基元的双 邻苯二甲腊单体。[001引上述步骤(a)、化)、(C)中还包括对反应获得的产物进行洗涂、干燥步骤。 本专利技术的含侧链取代芳醋型液晶基元的双邻苯二甲腊单体的制备方法中,制备式 (3)、式(4)所示的化合物均为常规化学反应方法。该方法合成周期短,产率高,原材料价廉 易得,方法简便。 本专利技术的制备方法中,W摩尔为化学计量单位。 所述步骤(a)中优选为1摩尔份对径基苯甲酸和1~1. 2摩尔份对硝基邻苯二甲 腊反应;更优选为1摩尔份对径基苯甲酸和1摩尔份对硝基邻苯二甲腊反应; 所述步骤化)中优选为1摩尔份2,5-二径基苯甲酸和1~1. 5摩尔份烷基伯醇 反应,更优选为1摩尔份2, 5-二径基苯甲酸和1. 5摩尔份烷基伯醇反应;[002引所述步骤(C)中式做所示的化合物和酷化试剂的配比为0.1mol : 100血;式(3) 所示的化合物和式(4)所示的化合物的摩尔比为Imol :0.4~0. 5mol,更优选为Imol : 0. 5mol0 上述制备方法中,步骤(a)和步骤(C)中的溶剂A和溶剂B的加入量在保证反应 能进行下不需要特别限定。在实际生产中,为了节约成本,也可W优选为步骤(a)中1摩尔 份对径基苯甲酸对应2摩尔份碱性试剂A;步骤(C)中优选为1摩尔份式(3)所示的化合 物对应1. 5摩尔份碱性试剂B。本专利技术所述的含芳醋型侧链取代液晶基元的双端基邻苯二甲腊单体的制备方法 中: 步骤(a)中:所述的碱性试剂A优选为碳酸钢、碳酸钟、氨氧化钢、氨氧化钟、憐酸 Ξ钟等中的至少一种;所述的溶剂A优选为二甲基亚讽(DMS0)、N,N-二甲基甲酯胺(DMF)、 N,N-二甲基乙酷胺(DMAc)、N-甲基化咯烧酬(NM巧等中的至少一种;反应溫度为25°C~ 150°C,反应时间为6~24小时;所述酸化所用试剂优选为盐酸、硫酸、憐酸等中的一种。 酸化试剂在保证能将产物酸化析出情况下无需特别限定用量,为节约生产成本无需过量太 多。 步骤化)中:所述的烷基伯醇优选为甲醇、乙醇、正下醇、正己醇、正癸醇、正十二 烧醇等含有1~12个碳原子的烷基伯醇中的至少一种;所述催化剂A-般优选为浓硫酸、 对甲苯横酸等中的至少一种;所述带水剂优选为苯、甲苯、二甲苯等中的至少一种;所述反 应溫度为65°C~150°C,反应时间为8~12小时。催化剂A和带水剂用量无需特别限定, 生产中为节约成本催化剂一般优选为反应原料的10%摩尔左右。 步骤(C)中:所述的酷化试剂优选为氯化亚讽和草酷氯中的至少一种,酷化反应 溫度为回流溫度,酷化反应时间为6~12小时; 所述的催化剂B为4-二甲氨基化晚(DMAP),其用量不需特别限定,生产中为节 约成本优选为反应原料的1%~10%摩尔份;所述碱性试剂B优选为碳酸氨钢、碳酸氨钟、 碳酸钢、碳酸钟、氨氧化钢、氨氧化钟、憐酸Ξ钟、Ξ乙胺、化晚等中的至少一种;所述的溶 剂B优选为二氯甲烧、Ξ氯甲烧、甲苯、四氨巧喃、化晚等中的至少一种;反应溫度为0°C~ 25°C,反应时间为12~24小时。 本专利技术所述的含侧链取代芳醋型液晶基元的双邻苯二甲腊单体由于邻苯二甲腊 基团为可固化基团,使其成为一种高性能材料,而液晶基元的引入可作为一种高分子液晶 材料使用,从而在航空航天,电子工业等高
有着广泛的应用前景。 本专利技术的机理是通过在同一分子中同时引入液晶基元和高性能可固化的基团而 得到一种新型的高分子液晶材料。 与现有技术相比,本专利技术具有W下优点及有益效果: 邻苯二甲腊单体因烙融粘度低,固化无小分子放出而具有优异的加工性能,但普 通的邻苯二甲腊单体的烙点往往较高,给加工带来困难,能源消耗较大。本专利技术通过引入带 有侧链的液晶基元,不但可W降低烙融溫度,而且使该类树脂在高分子液晶材料中能更广 泛应用。 本专利技术所述的含侧链取代芳醋型液晶基元的双邻苯二甲腊单体制备方法,合成周 期大大缩短,合成单体的原材料价廉易得,制备方法简便,产率高。【附图说明】 图1为实施例2制得的含侧链取代芳醋型液晶基元的双邻苯二甲腊单体(η= 6) 的核磁氨谱。 图2为实施例2制得的含侧链取代芳醋型液晶基元的双邻苯二甲腊单体(η= 6) 的DSC烙点图。 图3为实施例2制得的含侧链取代芳醋型液晶基元的双邻苯二甲腊单体(η= 6) 在室溫下POM图。[003引图4为实施例2制得的含本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含侧链取代芳酯型液晶基元的双邻苯二甲腈单体,其特征在于,通式如式(1)所示:其中M为侧链取代芳香基基团,具有如式(2)所示的结构通式:其中R为‑CnH2n+1,n为1~12中的整数。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:吕满庚,郑剑,王莹,梁利岩,吴昆,
申请(专利权)人:中科院广州化学有限公司南雄材料生产基地,中科院广州化学有限公司,
类型:发明
国别省市:广东;44
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