[发明专利]一种聚硫代酰胺及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种聚硫代酰胺及其制备方法和应用。本发明制备得到的聚硫代酰胺结构式如式（I）所示，其中，R₁为芳香基，R₂为芳香基或烷基结构；R₁和R₂根据单体种类的不同，可相同或不同，并且可以通过调节单体投料比调控聚合物中两种单元的比例。本发明的聚硫代酰胺由单质硫和脂肪族二胺在加热条件下一步缩合聚合得到，无需催化剂，无需严格控制二胺与硫的投料比，简单高效，且原料廉价易得，纯化步骤简便，适用于工业化生产。制备得到的聚硫代酰胺与现有的聚酰胺相比，在极性溶剂中有着更好的溶解度，因此具有更好加工性能，且该聚合物具有优良的热稳定性和较高的折光性能，可作为一种潜在的高折光材料，具有较大的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域。更具体地，涉及一种聚硫代酰胺及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，含硫聚合物如聚苯硫醚、聚噻吩、硫代聚酯等越来越受到研究者的关注与重视，因为含硫基团的引入，往往能使聚合物产生特殊的性质，在特种工程塑料等领域上有潜在应用价值。但是，关于聚硫代酰胺合成的研究却鲜有报道。由于硫代酰胺基团中硫含量高，其聚合物材料可能会有高的折光系数，在高折光材料领域中有潜在应用价值。另一方面硫代酰胺基团与重金属离子（如汞）有配位作用，聚硫代酰胺能够作为一种好的重金属吸附材料得到应用。

单质硫是一种简便易得的工业原料，若能直接利用单质硫合成含硫聚合物，能大大降低含硫聚合物的生产成本，得到便宜且高性能的聚合物材料。中国专利CN105001419A报道了一种利用炔烃、硫和胺通过三元聚合的方法制备聚硫代酰胺，其所使用的芳香二炔合成困难，降低了其在工业上的应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有聚硫代酰胺制备方法存在的缺陷和不足，提供一种利用单质硫与脂肪族二胺一步合成聚硫代酰胺的方法。本发明实现了一种更为简便与通用的制备聚硫代酰胺的方法，原料易得，制备方法简单，适用于工业化生产。

本发明的目的是提供一种聚硫代酰胺。

本发明的另一目的是提供上述聚硫代酰胺的制备方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：

一种聚硫代酰胺，其结构通式如式（I）所示：

其中，R₁为芳香基，R₂为芳香基或烷基结构；R₁和R₂根据单体种类的不同，可相同或不同，并且可以通过调节单体投料比调控聚合物中两种单元的比例；即m和n-m可根据单体的投料比进行调整。

优选地，所述m为40～100，n为40～130，m小于等于n。

上述聚硫代酰胺的制备方法，是利用单质硫与含芳香基的二脂肪胺单体或其与含烷基的二脂肪胺单体的混合单体（二元或多元共聚）一步制备得到聚硫代酰胺。

本发明聚硫代酰胺制备原料之一的二脂肪胺单体可以是一种或多种，但至少为一种含有芳香基的二脂肪胺单体。例如单独用对苯二甲胺与单质硫一步合成聚硫代酰胺，或者将对苯二甲胺与其他的含烷基的二脂肪胺单体（1,6-己二胺，1,4-环己二胺等）一起与单质硫一步合成聚硫代酰胺。

优选地，所述聚硫代酰胺的制备方法包括如下步骤：

S1.在惰性气体保护下，将含芳香基的二脂肪胺单体或其与含烷基的二脂肪胺单体的混合单体溶解在溶剂中，加入单质硫后进行聚合反应；

S2.反应完毕并冷却至室温后，将反应液进行沉淀，收集沉淀物，干燥至恒重，得到聚硫代酰胺。

上述制备方法涉及的反应方程式如式（II）所示：