一种基于2,6-萘二酸的杂环聚芳醚酮及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种基于2，6-萘二酸的杂环聚芳醚酮及其制备方法，利用活化的双氟单体2，6-二(4′-氟苯甲酰基)萘与不同取代基的含二氮杂萘酮结构的类双酚单体通过N-C偶联聚合而成。该聚合物为特征粘度在0.73-1.58dL/g之间，玻璃化转变温度在243℃以上，5％分解温度在450℃以上的溶解性良好的新型杂环聚芳醚酮。本发明专利技术制备的杂环聚芳醚酮可用于制备高性能功能膜领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高分子材料领域，特别涉及一种基于2，6-萘二酸的杂环聚芳醚酮及其制备方法。
技术介绍
聚芳醚酮及其衍生物以其高的热稳定性、突出的化学稳定性和显著的介电性能等优势越来越受到航空航天、精密机械和电子电器等国家高新技术产业界的关注。从分子设计入手，通过开发新的双氟单体合成新的聚芳醚酮，对扩大其应用有重大意义。虽然聚芳醚酮具有稳定性好等优异性能，但是难溶解、难加工和成本高严重限制其应用范围。克服这些缺点获得综合性能优异的聚芳醚酮从而拓宽其应用范围，已成为学术界及工业界的热点问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题之一，在于提供一种基于2，6-萘二酸的杂环聚芳醚酮，具有优异的溶解性能和耐热性能。本专利技术是这样实现的上述技术问题之一的：一种基于2，6-萘二酸的杂环聚芳醚酮，该聚芳醚酮的结构式如下：其中Ar为：中的任意一种。本专利技术要解决的技术问题之二，在于提供一种基于2，6-萘二酸的杂环聚芳醚酮的制备方法，该制备方法成本低，反应过程简单、易控制。本专利技术是这样实现的上述技术问题之二的：一种基于2，6-萘二酸的杂环聚芳醚酮的制备方法，所述制备方法步骤如下：步骤10、二氮杂萘酮单体的制备：用不同取代基的苯酚与邻苯二甲酸酐反应，溶剂为1，2-二氯乙烷，催化剂为AlCl3；所述各不同取代基的苯酚与邻苯二甲酸酐的摩尔比为1∶1，制备时，首先在冰浴的条件下完成加料，然后常温反应1h，再60℃水浴反应3h；冰盐酸沉降后，静置，抽滤得到中间体酸；接着，再将中间体酸进行水蒸气蒸馏，抽滤，烘干；最后将烘干的中间体酸溶于正丁醇，加热至回流，然后逐滴加入水合肼，中间体酸与水合肼摩尔比为1∶1.5；滴加完毕后，反应2h，抽滤即得二氮杂萘酮单体；步骤20、聚芳醚酮的制备：在氮气保护下，依次加入二氮杂萘酮单体、2，6-二(4′-氟苯甲酰基)萘、无水碳酸钾，溶剂为N，N-二甲基乙酰胺，脱水剂为甲苯；反应先在138℃下脱水5h，再升温至150℃脱去甲苯，待甲苯脱完全后升温至160℃反应5h至聚合度不再增加；最后将聚合物在搅拌下倒入50％甲醇溶液中沉降，抽滤即得聚芳醚酮进一步地，步骤10所述的中间体酸的结构式如下：其中，Ar为：中的任意一种。进一步地，所述二氮杂萘酮单体结构如下：其中Ar为：中的任意一种。本专利技术具有如下优点：通过不同取代基的苯酚与邻苯二甲酸酐在无水AlCl3的催化下发生付-克反应获得中间体酸，中间体酸再通过水合肼关环得到二氮杂萘酮类双酚单体。本专利技术通过在聚合物主链中引入的刚性萘环，使大分子链的刚性增加，高分子链难以发生侧基的内旋转和局部链段运动，从而提高的了聚合物的玻璃化转变温度，使聚合物有很好的耐热性能。同时，在聚合物主链上的扭曲非共平面的不对称的二氮杂萘酮结构可以降低分子链间作用力，减少链间的紧密堆砌从而改善聚合物的溶解性。因此，本专利技术制备的杂环聚芳醚酮可用于制备高性能功能膜领域。另外，本专利技术的制备方法成本低，制备过程简单、易控制。【附图说明】下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术制备的聚芳醚酮的IR谱图。图2为本专利技术制备的聚芳醚酮的1H-NMR谱图。【具体实施方式】请参阅图1和图2所示，对本专利技术的实施例进行详细的说明。本专利技术涉及一种基于2，6-萘二酸的杂环聚芳醚酮，该聚芳醚酮的结构式如下：其中Ar为：中的任意一种。上述基于2，6-萘二酸的杂环聚芳醚酮的制备方法，如下：步骤10、二氮杂萘酮单体的制备：用不同取代基的苯酚与邻苯二甲酸酐反应，溶剂为1，2-二氯乙烷，催化剂为AlCl3；所述各不同取代基的苯酚与邻苯二甲酸酐的摩尔比为1∶1，制备时，首先在冰浴的条件下完成加料，然后常温反应1h，再60℃水浴反应3h；冰盐酸沉降后，静置，抽滤得到中间体酸；接着，再将中间体酸进行水蒸气蒸馏，抽滤，烘干；最后将烘干的中间体酸溶于正丁醇，加热至回流，然后逐滴加入水合肼，中间体酸与水合肼摩尔比为1∶1.5；滴加完毕后，反应2h，抽滤即得二氮杂萘酮单体；步骤10所述的中间体酸的结构式如下：其中，Ar为：中的任意一种。所述二氮杂萘酮单体结构如下：其中Ar为：中的任意一种。所述步骤10的反应式如下：其中Ar为：中的任意一种。步骤20、聚芳醚酮的制备：在氮气保护下，依次加入二氮杂萘酮单体、2，6-二(4′-氟苯甲酰基)萘、无水碳酸钾，溶剂为N，N-二甲基乙酰胺，脱水剂为甲苯；反应先在138℃下脱水5h，再升温至150℃脱去甲苯，待甲苯脱完全后升温至160℃反应5h至聚合度不再增加；最后将聚合物在搅拌下倒入50％甲醇溶液中沉降，抽滤即得聚芳醚酮。其中，所述2，6二(4′-氟苯甲酰基)萘结构式如下：所述步骤(2)的反应式如下：以下结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例一：(1)二氮杂萘酮单体的制备：在装置有机械搅拌装置，尾气吸收装置，温度计的三口烧瓶中加入2-异丙基基苯酚0.05mol(6.8g)溶剂为1，2二氯乙烷，冰浴。待温度降至0℃左右，分三次，每次间隔约15min加入无水AlCl3共0.15mol(20.15g)。待无水AlCl3溶解完全后，分三次加入邻苯二甲酸酐0.05mol(7.41g)。溶解后，室温反应1h，接着60℃反应3h。产品边搅拌边倾入300ml冰盐酸中沉降，抽滤得中间体酸2-(3′-异丙基-4′羟基苯甲酰基)苯甲酸。将所得中间体酸水蒸气蒸馏至块状固体成为粉末，且无油相蒸出，抽滤，烘干。所得中间体酸再加热搅拌的情况下溶于正丁醇，待溶液沸腾后，按摩尔比1∶1.5滴加入水合肼，回流2h。抽滤得到4-(3′-异丙基-4′-羟基苯基)-2，3-二氮杂萘-1-酮单体，以DMAc重结晶，产率80.9％。所述中间体酸2-(3′-异丙基-4′-羟基苯甲酰基)苯甲酸结构式如下：Ar为所述二氮杂萘酮单体4-(3′-异丙基-4′-羟基苯基)-2，3-二氮杂萘-1-酮结构式如下：Ar为(2)聚芳醚酮的制备：氮气保护下，在装有分水器的50ml三口烧瓶中，加入2，6-二(4′-氟苯甲酰基)萘1×10-3mol(0.3724g)、类双酚单体4-(3′-异丙基-4′-羟基苯基)-2，3-二氮杂萘-1-酮1×10-3mol(0.2783g)、无水碳酸钾2×10-3mol(0.2764g)。溶剂为N，N-二甲基乙酰胺(5ml)、脱水剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于2，6?萘二酸的杂环聚芳醚酮，其特征在于：该聚芳醚酮的结构式如下：其中Ar为：中的任意一种。FDA00003291264300011.jpg,FDA00003291264300012.jpg,FDA00003291264300013.jpg

【技术特征摘要】
1.一种基于2，6-萘二酸的杂环聚芳醚酮，其特征在于：该聚芳醚酮的
结构式如下：
其中Ar为：中的任意一种。
2.一种基于2，6-萘二酸的杂环聚芳醚酮的制备方法，其特征在于：所
述聚芳醚酮的结构式如权利要求1所示，所述制备方法步骤如下：
步骤10、二氮杂萘酮单体的制备：用不同取代基的苯酚与邻苯二甲酸酐
反应，溶剂为1，2-二氯乙烷，催化剂为AlCl3；所述各不同取代基的苯酚与
邻苯二甲酸酐的摩尔比为1∶1，制备时，首先在冰浴的条件下完成加料，然
后常温反应1h，再60℃水浴反应3h；冰盐酸沉降后，静置，抽滤得到中间
体酸；接着，再将中间体酸进行水蒸气蒸馏，抽滤，烘干；最后将烘干的中
间体酸溶于正丁醇，加热至回流，然后逐滴加入水合肼，中间体酸与水合肼

\t摩尔比为1∶1.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：程琳，杜盛华，鹿瑞敏，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：