[发明专利]含呋喃环结构生物基聚芳醚树脂及其制备方法

说明书

本发明公布了一种含呋喃环结构生物基聚芳醚树脂及其制备方法，属于高分子科学技术领域。创造性的使用生物基衍生物呋喃二甲酸(FDAC)制备的含呋喃环结构生物基单体呋喃‑2，5‑二(4‑氟苯基)甲酮(BFBF)与二元酚单体、二卤二苯酮单体的一种或者多种进行亲核取代反应制备含呋喃环结构生物基均聚或共聚的聚芳醚酮树脂。将生物基引入特种工程塑料领域，不仅丰富了聚芳醚酮树脂的种类，而且有效的应对了石油危机。

技术领域

本发明属于高分子科学技术领域，涉及到一类新型聚芳醚树及其制备方法，特别涉及到一类含呋喃环结构生物基聚芳醚树脂及其制备方法。

背景技术

聚芳醚酮树脂是一类新型的耐高温高性能工程塑料，它具有耐热等级高，力学性能、电性能、和抗辐射性能优异，耐化学药品、耐疲劳、耐冲击、抗蠕变、耐磨、阻燃等优点，广泛应用于航空、电子信息、能源等许多高新技术领域。然而，传统的聚芳醚酮树脂均以不可再生的石油资源为基础开发而来。随着世界原油用量的逐年增加，石油储量的逐渐下降，石油资源的短缺必定成为高性能工程塑料聚芳醚酮树脂进一步发展的桎梏。因此，研究和开发生物基聚芳醚酮树脂具有十分重要的时代意义，将成为未来发展的必然趋势。

呋喃二甲酸(FDCA)是一种生物基二酸[LewkowskiJ.Synthesis,ChemistryandApplications of 5-Hydroxymethyl-furfural and Its DerivativesCheminform.2001,34(2):37.]，与对苯二甲酸(PTA)结构相似，由生物质衍生物5-羟甲基糠醛(HMF)催化氧化制备而来[Willem P.Dijkman,Daphne E.Groothuis,MarcoW.Fraaije.AngewChemInt Ed.2014,53(25):6515-6518]，被美国能源部确认为用于建立未来“绿色”化学工业的12种优先化合物之一。随着生物基制备呋喃二甲酸技术的日益成熟，人们尝试使用呋喃二甲酸替代对苯二甲酸做了大量的研究，如含呋喃环结构的聚酯(PEF、PPF、PBF)[Knoop R JI,Vogelzang W,Haveren J.Journal of Polymer Science Part A:Polymer Chemistry.2013,51(19):4191-4199]、环氧树脂[Deng J,Liu X,Li C,Jiang Y,Zhu J.RSC Adv.2015,5(21):15930-15939]、聚酰亚胺等。上述研究结果表明，将呋喃环结构的引入并没有降低材料的性能，在某些方面还有显著的提高。

本课题组致力于石油基聚芳醚酮树脂的研究，开发了一系列具有优异性能的聚芳醚酮树脂，广泛应用于航空航天、电子电气与石油开采等行业。鉴于此，本发明从呋喃二甲酸出发，制备含呋喃环结构的生物基和二卤二苯酮单体，并创造性的利用含呋喃环结构生物基二卤二苯酮单体呋喃-2，5-二(4-氟苯基)甲酮(BFBF)，开发出了一类含呋喃环结构生物基均聚(或共聚)聚芳醚酮树脂，旨在使用生物基单体替代石油基单体制备聚芳醚酮树脂，以应对石油危机和环境问题。目前未见公开报道。

发明内容

本发明涉及一种含呋喃环结构生物基聚芳醚酮树脂及其制备方法。以含呋喃环结构生物基单体呋喃-2，5-二(4-氟苯基)甲酮(BFBF)与二元酚单体、二卤二苯酮的一种或多种进行亲核缩聚反应制备含呋喃环结构生物基均聚(或共聚)聚芳醚酮树脂。

本发明的技术方案：

一种含呋喃环结构生物基聚芳醚树脂，具有如下化学结构：

其中，m≥1，n≥0；

的结构为：

的结构为：