[发明专利]一种叔丁基聚芳醚酮树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种叔丁基聚芳醚酮树脂及其制备方法，具体以4,4’‑二氟二苯甲酮或1,4‑二（4‑氟苯甲酰基）苯等芳二卤和邻叔丁基苯酚为原料制备叔丁基芳醚单体，然后再与对苯二甲酰氯或间苯二甲酰氯等酰氯单体通过亲电取代缩聚反应制备具有叔丁基侧基聚芳醚酮树脂。本发明制备的叔丁基聚芳醚酮树脂具有良好的耐热性，溶解性和成膜性及优异的机械力学性能，且叔丁基可以进一步功能化，相对商品化的聚芳醚酮树脂具有更加低廉的价格，应用领域广泛。

技术领域

本发明涉及一种叔丁基聚芳醚酮树脂及其制备方法，具体属于高分子材料技术领域。

背景技术

聚芳醚酮(PEK)是一类具有优异的力学性能、尺寸稳定性、高耐热性、耐化学腐蚀性、耐溶剂性、阻燃、防辐射等优良性能的特种高分子材料，适用于特种工程塑料和高性能复合材料树脂基体，在航空航天、电子信息、高新技术、先进武器等领域具有很好的应用，成为了特种高分子材料的研究热点。

聚芳醚酮属于耐高温热塑性高分子，虽然其耐热性很好，但其玻璃化转变温度(T_g)仍不高，且使用温度超过T_g后，其模量下降较多。同时，PEK作为一种半结晶聚合物，其熔融温度和熔体粘度高，且不溶于普通的溶剂中，成型加工过程相对较难，从而限制了其应用。近年来，随着高新技术的快速发展，对材料的要求越来越高，通过化学与物理改性的方法来开发耐热等级更高，加工更方便的新型聚芳醚酮树脂是个十分活跃的领域。

人们普遍认为，在聚芳醚酮主链上引入刚性和体积大的基团，如联苯或萘等，可以有效的提高玻璃化转变温度，同时可以赋予聚合物一些新的性能。在聚芳醚酮分子链上引入叔丁基侧基，不仅能保持聚芳醚酮原有的优异的力学性能、高耐热性等性能，还可以改善聚醚醚酮的溶解性，从而可以进行溶液涂膜法加工，而且引入的叔丁基可以进行进一步功能化修饰，拓宽其使用范围。朱晔等人采用亲核取代路线在聚芳醚酮分子链上引入叔丁基侧基，考察了其热性能，对其溶解性进行了研究(2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集,2013:1.)。王哲等人同样采用亲核取代路线在聚芳醚酮分子链上成功地引入了自由体积较大的叔丁基,而大的侧基易形成较宽的离子通道，有利于质子的传递，提高质子传导率(高等学校化学学报,2005,11,181.)。

本发明以简单易得的商品化原料邻叔丁基苯酚、芳二卤单体制备一种新的叔丁基芳醚单体，并在此基础上采用亲电取代路线，制备新型结构的叔丁基聚芳醚酮树脂。该树脂具有良好的耐热性，溶解性和成膜性及优异的机械力学性能，且叔丁基可以进一步功能化。该法制备的叔丁基聚芳醚酮树脂相对商品化的产品具有更加低廉的价格，可望应用于广泛的领域。

发明内容

本发明的目的是在制备一种新的叔丁基芳醚单体的基础上，采用亲电取代路线，制备了叔丁基聚芳醚酮树脂。该树脂具有良好的耐热性，溶解性和成膜性及优异的机械力学性能，且叔丁基可以进一步功能化。

本发明的技术方案如下：

本发明一种叔丁基聚芳醚酮树脂的结构式为：

或

结构式中：

Y为

Ar为

所述的制备方法以邻叔丁基苯酚、芳二卤单体为原料，制备出叔丁基芳醚单体，并在此基础上采用亲电取代路线，制得新型结构的叔丁基聚芳醚酮树脂，具体步骤为：

步骤1：叔丁基芳醚单体的制备