[发明专利]含醚酮结构的芳香聚酰胺及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料的技术领域，具体涉及一类含醚酮结构的芳香聚酰胺及其制备方法。

背景技术

聚芳酰胺是一类重要的高性能特种工程塑料，由其制成的高强度、高模量和耐高温特种塑料在航空、航天、军事等高科技领域有重要应用。由于其具有良好的耐热性能、力学性能和电性能等特点，这类高性能聚合物材料在微电子领域也具有广阔的应用前景。但已商品化的聚芳酰胺，由于其分子主链的刚性和分子间的氢键作用，大多难溶难熔且加工困难，尤其是难以加工成膜以满足在微电子封装等领域应用的要求。因此设计合成具有良好可溶性、易加工成膜的聚芳酰胺类高性能聚合物是一件十分有意义的研究工作。从分子设计出发，常用来改善聚芳酰胺溶解性的方法主要有在聚合物分子主链中引入柔性基团、引入大的侧基或不对称结构及引入扭曲非共平面结构等。

本发明采用亲核加成消除的方法将规整的醚酮结构引入到聚芳酰胺结构中在既保持了分子链一定刚性的同时又引入了柔性结构醚健，由于醚酮结构的引入破坏了分子链间的氢键作用因此提高了此类聚芳酰胺的溶解性改善了其加工条件。同时由于规整醚酮结构的引入有可能增加此类芳香聚酰胺与聚醚醚酮（PEEK）的相容性从而为制备聚醚醚酮聚芳酰胺合金提供了可能性，这种潜在的应用价值可提高高分子合金材料的玻璃化转变温度（Tg）提高合金的使用温度且强极性酰胺健的存在可改善合金的力学性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，通过在聚酰胺主链中以二胺单体的形式引入规整的醚酮结构，设计并制备出一系列的含规整醚酮结构的可溶性的芳香聚酰胺。

本发明提供了一种含醚酮结构的芳香聚酰胺，同时，本发明还提供了所述含醚酮结构的芳香聚酰胺的制备方法。

本发明通过以下技术方案实现。

一种含醚酮结构的芳香聚酰胺，结构式如下：

其中X=n=10～200。

所述含醚酮结构的芳香聚酰胺的制备方法，合成步骤如下：

（1）参照文献（Chin-Ping Yang* and Feng-Zhi Hsiao，Journal of Polymer Research，10:181–193,2003）方法制备4,4'-双(4-氨基苯氧基)二苯甲酮（4BABP）；也可以按照实施例1的方法制备4,4'-双(4-氨基苯氧基)二苯甲酮（4BABP）。

（2）在氮气保护下，在装有机械搅拌和温度计的反应器中，将助溶剂在有机溶剂中加热搅拌溶解后，加入所述4BABP，搅拌溶解后在冰盐浴中将体系温度冷却至-20～0℃，然后分两次加入二酰氯，第一次加入二酰氯单体搅拌10分钟后加入余下的二酰氯单体，并滴加缚酸剂，反应5～20分钟后撤去冰盐浴，室温下搅拌20～40分钟后升温至70～90℃，反应3～5小时停止搅拌，静置10～20小时，出料于去离子水中，得到含醚酮结构的芳香聚酰胺粗产物；将所述含醚酮结构的芳香聚酰胺粗产物粉碎后分别用煮沸的去离子水和无水乙醇分别洗涤2～5次，烘干得到粉末状含醚酮结构的芳香聚酰胺；所述4BABP、二酰氯和缚酸剂的摩尔比为1:1.05～1.1:2～2.05，所述有机溶剂的用量为4BABP和二酰氯质量和的5～7倍，所述助溶剂的用量为有机溶剂质量的4%～6%。

所述的二酰氯优选对苯二甲酰氯(TPC)、4,4'-二酰氯二苯醚(DEDC)和间苯二甲酰氯(ICL)中的任一种。

所述助溶剂优选氯化钙、氯化锂、氯化镁和甲基三正丁基氯化铵中的任一种。

所述有机溶剂优选N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和六甲基磷酰胺中的任一种。

所述缚酸剂优选吡啶、二乙胺和氢化钙中的任一种。

本发明中的4,4'-双(4-氨基苯氧基)二苯甲酮合成反应式为：

本发明的聚合反应式为：

其中X=