[发明专利]光/电活性聚芳醚酮或聚醚砜聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一系列具有光、电活性的聚芳醚酮或聚醚砜聚合物，及该系列聚合物的制备方法。

技术背景

随着高科技的发展，人们对材料的性能要求越来越高，通常使用的工程塑料已经无法满足人们在国防、航天等特殊领域的需求，于是高性能的特种工程塑料在近年来吸引了人们的注意力。聚芳醚酮就是这当中性能比较出众的代表。它具有韧性好、机械强度高、阻燃、耐辐射、抗老化、抗水解、对大多数介质稳定，加工性好等优点。随着合成方法与加工手段的日益完善，近年来在航天、航空、核能、信息、通讯、电子电器、石油化工、机械制造、汽车等领域取得了成功的应用。

聚苯胺因电导率较高、易于合成、原料易得、有良好的电化学性质等优点而具有广泛的应用前景。目前已经在二次电池、金属防腐、发光器件、电磁屏蔽(EMI)、气体分离膜、催化传感器和随动器件等方面都得到了很好的应用。

将两种聚合物的特性有机的结合起来，我们从分子设计的角度出发，制备出一种含苯胺齐聚物链段的新型单体，再通过芳香族的亲核取代的方法将苯胺齐聚物链段引到聚芳醚酮的主链当中，成功的合成了一种新型功能高分子材料，兼具聚苯胺的电活性和聚芳醚酮类聚合物的耐高温、高机械强度等优点。如在取得此项成功的基础之上根据具体需求的不同，将有不同功能的基团引进聚合物的主链当中，便可合成一系列满足不同要求的功能性的电活性聚芳醚酮材料，从而开辟应用材料的新领域。

经过努力，我们曾成功合成了电活性聚芳醚酮材料(Liang Chen，Youhai Yu.Polymer 2005；46(5)：2825)，证实了合成该类材料的可能性。但是相对于聚芳醚酮和苯胺的合成，我们所采用的合成电活性聚芳醚酮材料的方法所用时间长、产率的、提纯困难，因此不利于大量制备，从而阻碍了对该类材料性能的全面研究及最终的实际应用。为此我们通过对合成聚合物中间过程制备的单体性能的研究，设计了一种简单快速的合成电活性聚芳醚酮类聚合物的新合成方法，减少了反应时间(用时为过去的1/10)，提高了产物纯度，并且整个过程所需材料、溶剂易得且价格便宜，发应条件温和，耗能较小。经过实验验证，该方法可以以任意比例放大且反应现象及产品产率变化不大，这为将来的工业化生产创造了条件。

发明内容

本发明目的是提供一系列具备光、电活性的聚芳醚酮或聚醚砜聚合物及该系列聚合物的制备方法。

本专利所述方法是将乙醇与丙酮这两种常用溶剂引入到含苯胺齐聚物链段单体的合成与提纯过程当中，从而极大的缩短了反应时间，提高了反应产率并减少了提纯步骤，适合任意比例的放大反应，为将来可能的工业化生产创造了条件。

经过初步验证，该方法解决了合成光、电活性聚芳醚酮(聚醚砜)系列材料过程中长期困扰我们的技术瓶颈，为大量快速制备该类材料铺平了道路。用这种新的合成方法我们成功的合成了一种新型电活性聚芳醚酮材料并证明其具有明显的电活性与良好的稳定性。

本发明所述光/电活性聚芳醚酮(聚醚砜)系列聚合物，其结构式如下所示：

本发明所述方法包括如下两个步骤：

(1)单体的合成：将摩尔数为对羟基二苯胺5～10倍的双卤素取代的二苯甲酮或二苯甲砜、摩尔数为对羟基二苯胺1.1～2倍量的碳酸钾及对羟基二苯胺加入到有机溶剂中，溶液中反应物的质量百分含量即固含量为25％～50％，再加入0.08～0.16倍有机溶剂体积的甲苯，搅拌升温至140～170℃，回流反应3～4小时蒸出甲苯；再继续升温至145～190℃，反应2～3小时，反应完毕后将反应产物倒入到乙醇或丙酮的水溶液中，抽滤回收沉淀后再用乙醇(除二苯甲酮)或丙酮(除二苯甲砜)的水溶液热洗除去未参加反应的二苯甲酮(砜)，最后产物在40～70℃真空干燥10～40小时，得到化合物M，产率94％以上；