[发明专利]含羧基侧基聚芳醚共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及一系列新型含羧基侧基的聚芳醚高性能共聚物及其制备方法，

背景技术

聚芳醚(聚芳醚酮、聚芳醚砜、聚芳醚酮酮)是一类具有优良综合性能的工程塑料材料，在航空航天、电子电器、核能工业以及民用高技术领域有着广泛的应用。但随着人们对材料使用和加工性能的要求越来越高，传统的聚芳醚材料已经不能满足科学技术发展的需要。传统的双酚A型聚芳醚砜和聚芳醚酮具有完全无定型结构，在常用有机溶剂中可溶解，但其玻璃化温度只有154℃和189℃，使用温度较低。聚醚醚酮(PEEK)是英国ICI公司于1980年开发成功的半结晶聚合物，使用温度提高到了200℃以上，但其在有机溶剂中不能溶解，给溶液浸渍法或灌注法制备复合材料带来的困难；中国发明专利CN85108751和CN85101721公开了酚酞型聚芳醚酮和聚芳醚砜的制备方法。由于庞大的酞侧基限制了分子链的内旋转，使得酚酞型聚芳醚酮和聚芳醚砜的玻璃化转变温度分别为228℃和261℃，而且聚合物的在氯仿、二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮等常用溶剂中溶解性很好，目前已经应用于环氧树脂增韧增强制备复合材料领域。

可溶聚芳醚材料在溶液法制备复合材料方面提供了方便，但其耐溶剂性能差，而且聚芳醚材料与环氧树脂或氰酸酯体系复合时的相容性问题也有待解决。如果能在聚合物的分子链上引入与环氧树脂或氰酸酯可反应的活性羧基基团，在复合以后，聚芳醚分子链上的羧基基团能够参与环氧树脂和氰酸酯的固化反应，形成三维交联的互穿网络结构，可同时改善材料的增韧增强性能和耐溶剂性能。2004年，中国发明专利CN1583827报道了一类含羧基侧基的聚芳醚材料，将4，4’-二(对羟基苯基)-2-戊酸作为双酚单体，与不同的双氟单体缩合聚合反应制得。由于聚合物分子链上带的是脂肪结构的羧基侧基，使得聚合物的玻璃化转变温度低于200℃。

发明内容

本发明的目的是提供含羧基侧基聚芳醚共聚物及其制备方法，本发明所制备的系列芳香聚合物，活性羧基基团连接在苯环侧基上，具有较大的刚性，所制备聚合物用DSC法测定玻璃化转变温度在200℃以上，而且，在分子链苯环上引入不同种类的数量的烷基取代基后，聚合物的溶解性能优异，其中的部分聚合物甚至在丙酮中也可溶解。此系列聚合物不仅可应用与环氧树脂和氰酸酯树脂的增强增韧，而且在膜分离材料、涂料、绝缘漆材料以及键合型稀土配位荧光材料的制备等方面都具有重要的实用价值和开发价值。

本发明的技术解决方案是，含羧基侧基聚芳醚共聚物的化学结构如下：

其中：

B为：

为

为

式中：a+b+c+d＝1；0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1，0≤d≤1，a和b不能同时为0，且当a＝c＝0时，R₁，R₂，R₃不能同时为氢；n为大于等于1的整数；R₁，R₂，R₃为氢或C₁-C₁₀的烷基、脂环基、芳香基团。

当

R₁＝H，R₂＝H，R₃＝H，c＝0，d＝0时，所述聚合物结构为：

当

R₁＝H，R₂＝H，R₃＝H，b＝0，d＝0时，所述聚合物结构为：

当

R₁＝H，R₂＝H，R₃＝H，b＝0，c＝0，d＝0时，所述聚合物结构为：

当

R₁＝H，R₂＝H，R₃＝CH₃，b＝0，c＝0，d＝0时，所述聚合物结构为：

当

R₁＝H，R₂＝H，R₃＝CH₃，a＝0，c＝0，d＝0时，所述聚合物结构为：

当

R₁＝H，R₂＝CH₃，R₃＝CH(CH₃)₂，b＝0，d＝0时，所述聚合物结构为：

当