【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于特种高分子材料合成及加工工艺，具体涉及一种高强度高结晶度低热膨胀系数聚芳醚腈薄膜的制备方法。
技术介绍
1、目前无论是军事航空领域还是电子电气领域，对耐高温聚合物材料的需求都越来越大。市场上应用较广泛的高温聚合物薄膜主要有聚碳酸酯(pc)、聚酰亚胺(pi)、聚苯硫醚(pps)、芴聚酯(fpe)、聚醚酰亚胺(pei)、二乙烯基硅氧烷-双苯并环丁烯(bcb)、聚醚醚酮(peek)、聚四氟乙烯(ptfe)、芳香族聚脲(arpu)等。聚芳醚腈(pen)是一类分子链上含有氰基侧基的聚芳醚类高分子，是一种新型高性能高分子材料。结晶型聚芳醚腈作为pen中一类具有重要应用价值的特种高分子工程材料，由于晶区的作用，大大提高其强度、模量和使用温度。结晶型聚芳醚腈相比于无定形聚芳醚腈，具有更优异的机械性能、热学性能、抗蠕变性能和耐化学腐蚀性能。但是高结晶度结晶型聚芳醚腈在合成过程中易于析出，使得分子间难以发生有效碰撞，聚合反应难以继续进行，导致分子量无法增大。因此，开发出一种高力学强度耐高温高结晶度低热膨胀系数聚芳醚腈具有重要的意义。
2、目前，聚芳醚腈薄膜在力学强度、热膨胀系数方面的改进：文献he l,tong l,baiz,et al.investigation of the controllable thermal curing reaction forultrahigh tpolyarylene ether nitrile compositions[j].polymer,2022,254.中报道的聚芳醚腈在360℃固
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对
技术介绍
存在的问题，提出了一种高强度高结晶度低热膨胀系数聚芳醚腈薄膜的制备方法。本专利技术采用简单的亲核取代缩聚反应和溶液流延的方式得到了高强度高结晶度低热膨胀系数聚芳醚腈薄膜，通过调控结晶型聚芳醚腈中联苯二酚和对苯二酚的摩尔比，以无规共聚合成具有高力学强度高结晶度聚芳醚腈，同时解决合成过程中析出的问题，得到高分子量聚芳醚腈，为大规模生产该优异性能的聚芳醚腈薄膜提供了有效途径。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种高强度高结晶度低热膨胀系数聚芳醚腈薄膜，所述聚芳醚腈薄膜的结构式为：
4、
5、其中，m＝200～475，n＝20～25，n：m＝1：(8～24)。
6、一种高强度高结晶度低热膨胀系数聚芳醚腈薄膜的制备方法，包括以下步骤：
7、步骤1、在带温度计、分水器、冷凝回流装置和机械搅拌装置的三颈瓶中，加入对苯二酚、联苯二酚和2,6-二氯苯甲腈作为反应物，加入碳酸钾作为催化剂，加入n-甲基吡咯烷酮和甲苯作为溶剂，在分水器中注入甲苯，然后在145～155℃下加热回流2～3h；其中，对苯二酚、联苯二酚、2,6-二氯苯甲腈、碳酸钾和n-甲基吡咯烷酮的摩尔比为(0.16mol～0.19mol)：(0.01mol～0.04mol)：0.202mol：0.28mol：(0.92～0.96mol)，n-甲基吡咯烷酮和甲苯溶剂的体积比为3：1；
8、步骤2、加热回流结束后，每隔10min～30min从分水器中分离1ml～5ml甲苯，直到温度达到190℃～198℃，然后在190℃～198℃温度下加热搅拌2～3h后，加入n-甲基吡咯烷酮使得溶液具有良好的流动性，继续加热搅拌30～60min，完成后倒入去离子水中，得到米白色条状固体；其中，加入的n-甲基吡咯烷酮与步骤1中的n-甲基吡咯烷酮的摩尔比为1:(1.47～3.10)；
9、步骤3、将步骤2得到的米白色条状固体粉碎后，分散于去离子水中并加入盐酸直至溶液ph＝1～2，静置30min以上，过滤；过滤后的粉末在沸水中处理1～2h、过滤，重复“在沸水中处理1～2h、过滤”过程3～5次，直至溶液呈中性，过滤分离，干燥，得到结晶型聚芳醚腈；
10、步骤4、将步骤3得到的结晶型聚芳醚腈溶解于n-甲基吡咯烷酮中，通过溶液流延法制得结晶型聚芳醚腈薄膜；其中，溶液流延法的升温过程为：先分别在80℃、100℃、120℃和160℃下保温1小时，再在200℃下保温2小时，最后在230℃下保温3小时。
11、进一步的，步骤2中，当出现析出现象时，通过向反应液中加入n-甲基吡咯烷酮以及调整搅拌杆位置的方式，使析出的晶体溶解于反应液中，反应持续进行的同时保证了分子量的提升。
12、本专利技术提供的一种高强度高结晶度低热膨胀系数聚芳醚腈薄膜的制备方法，采用亲核取代缩聚反应合成高分子量的结晶型聚芳醚腈，然后将得到的聚芳醚腈粉末通过溶液流延法程序升温制备得到高强度高结晶度低热膨胀系数聚芳醚腈薄膜。利用结晶型聚芳醚腈中对苯二酚型聚芳醚腈和联苯二酚型聚芳醚腈，开发出聚芳醚腈共聚物，以解决在合成过程中的析出问题，合成得到了高分子量的聚芳醚腈，并获得高强度高结晶度低热膨胀系数聚芳醚腈薄膜。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
14、1、本专利技术提供的一种高强度高结晶度低热膨胀系数聚芳醚腈薄膜的制备方法，通过严格控制反应过程中加入的n-甲基吡咯烷酮的量，保证了反应物之间的有效碰撞，最终制得了高分子量和高结晶程度的聚芳醚腈。随着反应液温度的上升，出现析出现象时，通过向反应液中加入n-甲基吡咯烷酮以及调整搅拌杆位置的方式，使析出的晶体溶解于反应液中，反应持续进行的同时保证了分子量的提升。
15、2、本专利技术提供的一种高强度高结晶度低热膨胀系数聚芳醚腈薄膜的制备方法，采用亲核取代缩聚反应合成结晶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强度高结晶度低热膨胀系数聚芳醚腈薄膜，其特征在于，所述聚芳醚腈的结构式为：
2.一种高强度高结晶度低热膨胀系数聚芳醚腈薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的高强度高结晶度低热膨胀系数聚芳醚腈薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2中，当出现析出现象时，通过向反应液中加入N-甲基吡咯烷酮以及调整搅拌杆位置的方式，使析出的晶体溶解于反应液中。
【技术特征摘要】
1.一种高强度高结晶度低热膨胀系数聚芳醚腈薄膜，其特征在于，所述聚芳醚腈的结构式为：
2.一种高强度高结晶度低热膨胀系数聚芳醚腈薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3....
【专利技术属性】
技术研发人员：童利芬，聂铭，刘书宁，刘孝波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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