[发明专利]一种含硫聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及功能高分子材料技术领域，具体涉及一种含硫聚合物及其制备方法和应用。本发明提供了一种含硫聚合物的制备方法，包括以下步骤：(1)将活泼亚甲基化合物、碱试剂和二硫化碳混合，发生亲核加成反应，得到聚合单体中间体；(2)将所述聚合单体中间体和二卤代烃混合，发生缩聚反应，得到含硫聚合物。本发明制备的含硫聚合物具有良好的溶解性和热稳定性，同时还具有高折射率。实施例结果表明，本发明制备的含硫聚合物能够溶于二氯甲烷、三氯甲烷、N,N‑二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中，热分解温度在240℃以上，折射率≥1.622，在光学树脂领域有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及功能高分子材料技术领域，具体涉及一种含硫聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

含硫聚合物具有一些特殊的性质，如电学性质、吸收性质、光学性质、对金属的粘附性、耐热性、耐化学性、抗辐射性以及抗菌性、生物相容性等，可用作高性能工程塑料、电膜工艺中化学稳定的离子交换膜、质子传导电解质和高分子螯合剂。因此，开发高效的合成含硫聚合物的方法在聚合物研究领域中引起了持续的关注。

二硫化碳作为一种含硫单体可用于合成含硫聚合物。例如，在金属催化剂作用下，二硫化碳可与环氧化物共聚合成聚硫代碳酸酯。然而，目前金属催化剂的催化性能普遍较低，因此共聚反应需要投入大量的金属催化剂，导致所制备的聚合物中有金属催化剂残留，影响了聚合物的应用；而且制备过程中需要使用过量的二硫化碳作为溶剂，得到的含硫聚合物的分子量较低，难以满足实际需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含硫聚合物及其制备方法和应用，在含硫聚合物的制备过程中无需使用过渡金属催化剂，本发明制备的含硫聚合物具有良好的溶解性和热稳定性，同时还具有高折射率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种含硫聚合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将活泼亚甲基化合物、碱试剂和二硫化碳混合，发生亲核加成反应，得到聚合单体中间体；

(2)将所述聚合单体中间体和二卤代烃混合，发生缩聚反应，得到含硫聚合物。

优选地，所述活泼亚甲基化合物包括丙二酸二乙酯、乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、乙酰芳基乙酮、乙酰乙酰氨、丙二氰、芳基丙酮、1,3-环己二酮、氰基乙酸乙酯、氰基丙酮和氰基芳基乙酮中的一种或几种。

优选地，所述碱试剂为无水碳酸钾、无水碳酸钠、无水碳酸铯、氢氧化钾、氢氧化钠或氢化钠。

优选地，所述二卤代烃包括对二卤苄、二对卤甲基苯甲烷和X(CH₂)_mX中的一种或几种，其中，X为Br或I，m＝5～20。

优选地，所述活泼亚甲基化合物、碱试剂、二硫化碳和二卤代烃的摩尔比为1:2.2:(1.1～1.2):(1.1～1.2)。

优选地，步骤(1)所述混合在溶剂中进行，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、苯、四氢呋喃或丙酮。

优选地，步骤(1)所述亲核加成反应的温度为0℃，所述亲核加成反应的时间为1h～2h。

优选地，步骤(2)所述缩聚反应的温度为室温，所述缩聚反应的时间为6～72h。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的含硫聚合物，所述含硫聚合物的分子量为6×10³～4×10⁴，结构式如式Ⅰ所示：

式Ⅰ；R¹为芳基、酰基、酯基、氰基或硝基；R²为芳基或烷基；EWG为酰基、酯基、氰基或硝基；n为20～100。

本发明还提供了上述技术方案所述含硫聚合物在光学树脂领域中的应用。