[发明专利]一种高玻璃化温度的改性聚苯硫醚及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高玻璃化温度的改性聚苯硫醚及其制备方法，制备方法为：在催化剂作用下将臭氧中的原子氧通过电子辐照接枝于聚苯硫醚的硫原子上制得高玻璃化温度的改性聚苯硫醚。制得的高玻璃化温度的改性聚苯硫醚为每个硫原子随机与N个氧原子相连接的聚苯硫醚，随机是指所有硫原子对应的N为区间[0,2]的随机数，改性聚苯硫醚中氧原子与硫原子的摩尔比为1.50～1.77:1，高玻璃化温度的改性聚苯硫醚的玻璃化温度≥410℃。本发明的制备方法，工艺简单，反应条件温和，成本低廉；制得的产品，玻璃化温度高，耐酸性能优异，应用前景好。

技术领域

本发明属于高性能高分子材料技术领域，涉及一种高玻璃化温度的改性聚苯硫醚及其制备方法，具体涉及一种将一定摩尔比例的氧原子接枝于聚苯硫醚上而获得一种高玻璃化温度的改性聚苯硫醚的方法及由该方法制得的产品。

背景技术

聚苯硫醚全称为聚苯基硫醚，是分子主链中带有苯硫基的热塑性树脂。聚苯硫醚是一种玻璃化温度为150℃的结晶性聚合物，由于其具有优良的耐腐蚀、耐辐射及阻燃性能和均衡的物理机械性能，被用作结构性高分子材料，广泛应用于电子电器、航空航天、汽车运输等领域，是一种综合性能优异的特种工程塑料。

虽然聚苯硫醚的综合性能较为优异，其耐热性能要强于普通塑料，但随着其在各行各业的广泛应用，其仅为150℃的玻璃化温度极大地限制了其在H级和C级电气材料、250℃以上的水泥窑尾高温过滤材料、280℃以上的高温印花传输带和300℃以上的模塑结构件材料上的应用。化学改性是通过化学反应改变聚合物的物理化学性质的方法，也是聚合物较为常用的一种改性方法。为提高聚苯硫醚的耐热性能，现有技术采用过氧乙酸氧化聚苯硫醚制得了聚苯硫醚砜，虽然其一定程度上提高了耐热性能，但其工艺控制困难，难以控制氧化接枝率，此外，其反应时间长，成本高，难以产业化。

因此，开发一种工艺简单的高玻璃化温度的改性聚苯硫醚的制备方法极具现实意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的以上缺陷，提供一种工艺简单的高玻璃化温度的改性聚苯硫醚的制备方法。本发明通过电子辐照将氧原子接枝于聚苯硫醚的硫原子上，使得每个硫原子随机与0～2个氧原子相连接，提高了聚苯硫醚的玻璃化温度，最终制得的改性聚苯硫醚的玻璃化温度达到410℃以上。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

高玻璃化温度的改性聚苯硫醚的制备方法，在催化剂作用下将臭氧中的原子氧通过电子辐照接枝于聚苯硫醚的硫原子上。

本发明选用电子辐照法作为改性方法，其反应时间短，能够准确快速地提供能量；同时选用臭氧作为氧原子原料，臭氧的氧化活性高，通过调整臭氧的流量能够较为精准地控制氧化接枝率，本发明通过将氧原子接枝于聚苯硫醚上，使得硫氧键形成的共轭效应降低了苯环的电子云密度，显著提升了玻璃化温度。此外，本发明的接枝氧化过程并不影响聚苯硫醚本身优异的耐酸性能。

作为优选的技术方案：

如上所述的高玻璃化温度的改性聚苯硫醚的制备方法，具体步骤如下：

(1)将聚苯硫醚浸渍于催化剂的水溶液中；

(2)向步骤(1)的体系中连续通入臭氧，并充分混合，同时采用能量为0.1～10Mev的高能电子束照射步骤(1)的体系进行接枝反应至其增重22wt％～26wt％；在催化剂作用下，通过高能电子辐射，臭氧提供的一部分氧原子与聚苯硫醚反应，使苯硫基分子中的硫原子接枝上氧原子，氧原子接枝于苯硫基的形式是一种无规序态，高能电子束的能量可在适当范围内进行调整，但是不宜太过，高能电子束的能量过大，会影响聚苯硫醚的强度；高能电子束的能量过小，难以充分将氧原子接枝在聚苯硫醚的硫原子上，玻璃化温度提高不明显；

(3)取出反应产物后进行洗涤和干燥得到高玻璃化温度的改性聚苯硫醚。