[发明专利]一种含蒽酮和吡啶结构的聚芳醚酰胺及其制备方法

说明书

本发明一种含蒽酮和吡啶结构的聚芳醚酰胺及其制备方法，以蒽酮、氯化亚砜和苯酚经一锅、二步法缩合制得10,10‑二(4‑羟基苯基)‑9(10H)‑蒽酮，将其与2‑氯‑5‑硝基吡啶亲核取代得到二硝基化合物10,10‑二[4‑(4‑硝基‑3‑吡啶氧基)苯基]‑9(10H)‑蒽酮，再经钯碳/水合肼还原得到芳二胺10,10‑二[4‑(4‑氨基‑3‑吡啶氧基)苯基]‑9(10H)‑蒽酮，然后与对苯二甲酰氯等芳二酰氯缩聚，制得含蒽酮和吡啶结构的聚芳醚酰胺。本发明聚芳醚酰胺为新型高性能高分子材料，耐热和力学性能优良，介电常数较高，常温可溶于DMAc、NMP等极性溶剂，成膜性能良好，经溶液加工得到聚合物薄膜韧性好，在航空航天、电子电器等领域有潜在应用前景。

技术领域

本发明涉及一种含蒽酮和吡啶结构的聚芳醚酰胺及其制备方法，所述的含蒽酮和吡啶结构聚芳醚酰胺是一种新型的特种高分子材料，属于高分子合成技术领域。

背景技术

聚芳酰胺(Aromatic Polyamides)是一类重要的特种工程塑料，具有良好的热稳定性、突出的机械性能和较强的耐化学腐蚀能力，被广泛应用于航空航天、交通运输、电子电器、化工军工等高技术领域中。然而，已商业化的品种，如美国DuPont公司相继开发的Kevlar纤维(聚对苯二甲酰对苯二胺，我国称之为芳纶1414)和Nomex纤维(聚间苯二甲酰间苯二胺，我国称之为芳纶1313)等，由于大分子链的高对称性、规整性，刚性特点，以及较强的分子间作用力(如氢键)和结晶性等使其难熔难溶，只能在浓硫酸溶液中纺丝成型，限制了其应用。为此，许多研究者通过在分子主链中引入柔性基团、大体积侧基以及非平面或不对称结构等对其进行了改性，研究了许多结构不同的聚芳酰胺品种。其中，Cardo型基团是环状的线性碳链从两侧连在聚合物主链的季碳原子上的一种大体积的侧基。研究表明，Cardo型基团如芴、环己烷、环十二烷和呫吨等引入大分子链中，赋予了此类聚芳酰胺更好的溶解性，且能保持其优良的热学性能等。

本发明从分子设计角度出发，将具有一定刚性和极性的1,4-(2-吡啶)基团、柔性的醚键和大体积的Cardo型蒽酮结构同时引入聚合物分子主链中，获得了在DMAc等极性溶剂溶解性好而易加工成型，耐热性和力学性能优良的新型聚芳醚酰胺。

发明内容

为了获得耐热、力学和加工等综合性能优异的聚芳酰胺，更好地满足航空航天等高新技术领域的应用要求，本发明通过制备出新的芳香二胺单体——10,10-二[4-(4-氨基-3-吡啶氧基)苯基]-9(10H)-蒽酮，继而与芳二酰氯发生低温溶液缩聚反应，将大体积的Cardo型蒽酮结构、柔性的醚键，以及具有一定刚性和极性的1,4-(2-吡啶)基团同时引入聚合物分子主链中，制备了一系列耐热性能优异，力学性能良好，可溶于DMAc等极性溶剂因而易加工成型等综合性能优异的含蒽酮和吡啶结构的新型聚芳醚酰胺高分子材料。

本发明第二目的在于，提供所述的含蒽酮和吡啶结构的新型聚芳醚酰胺及其制备方法。

本发明涉及一种含蒽酮和吡啶结构的聚芳醚酰胺及其制备方法，所述的聚芳醚酰胺具有如下式(1)所示的重复结构单元：

式(1)中：基团Ar为下列a～e结构式之一所示：

所述的制备方法通过式(2)二胺单体和式(3)芳二酰氯单体聚合得到含蒽酮和吡啶结构的聚芳醚酰胺；

式(3)芳二酰氯单体中：基团Ar为下列a～e结构式之一所示：

聚芳醚酰胺制备方法具体为：