[发明专利]一种聚萘醚酮芳香酰胺及其制备方法和应用

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种聚萘醚酮芳香酰胺及其制备方法和应用。本发明提供的聚萘醚酮芳香酰胺含有醚酮和萘结构，是一种结构新颖的聚芳酰胺，在室温下可直接溶于DMF、DMAc、DMSO或NMP等极性溶剂中，不需要助溶剂辅助，是一种可溶型聚芳酰胺；本发明的合成方法简单，可控性强，具有良好的工业化前景；本发明的聚萘醚酮芳香酰胺制成聚合物薄膜，所得聚合物薄膜的拉伸强度最高可达110MPa，杨氏模量可达3.3GPa，具有优异的力学性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种聚萘醚酮芳香酰胺及其制备方法和应用。

背景技术

通常将85％以上酰胺键与苯环直接相连的芳香聚酰胺称为聚芳酰胺。聚芳酰胺是一种优秀的高性能聚合物材料，以成功商品化的聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)-芳纶1414即Kevlar纤维为例，其具有高浓度的酰胺键，且酰胺键之间形成了高浓度氢键，使芳纶1414高度取向规则排布，因而其具有高结晶性和极高的力学强度。此外，聚芳酰胺主链的刚性芳环结构中，苯环的憎水性极大程度的降低了其吸水率，同时赋予其极高的热稳定性，如芳纶1414的玻璃化转变温度(Tg)高达300℃以上，熔融温度高于500℃，但正由于其高结晶性和高热稳定性，导致其不可以进行熔融加工或溶液加工，而只能溶于浓硫酸中进行纺丝加工，然而这种加工方式成本高，环境污染大，这极大的限制了聚芳酰胺材料的应用领域。

因此，寻求新的可溶型聚芳酰胺对于扩大聚芳酰胺的应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚萘醚酮芳香酰胺及其制备方法和应用，该聚萘醚酮芳香酰胺含有醚酮和萘结构，结构新颖，是一种可溶型聚芳酰胺。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种聚萘醚酮芳香酰胺，具有式I所示结构：

其中，n＝60～560。

本发明提供了上述技术方案所述聚萘醚酮芳香酰胺的制备方法，包括以下步骤：

将1,4-萘二甲酸、双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)甲酮、亚磷酸三苯酯、N-甲基吡咯烷酮、吡啶和氯化锂混合，进行Yamazaki磷酰化反应，得到聚萘醚酮芳香酰胺。

优选的，所述1,4-萘二甲酸、双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)甲酮和亚磷酸三苯酯的摩尔比为0.9～1：0.9～1:1.1～4。

优选的，所述N-甲基吡咯烷酮、吡啶和氯化锂的质量比为1:0.2～0.4:0.08～0.12。

优选的，所述混合的过程包括以下步骤：

先将1,4-萘二甲酸、双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)甲酮、N-甲基吡咯烷酮和吡啶混合，得到混合物料，然后将所述混合物料、亚磷酸三苯酯和氯化锂混合。

优选的，所述混合物料的固含量为10～20％。

优选的，所述Yamazaki磷酰化反应的温度为90～130℃，时间为6～8h。

优选的，完成所述Yamazaki磷酰化反应后还包括：将所得物料依次进行冷却、过滤、粉碎、煮沸和烘干，得到聚萘醚酮芳香酰胺。

优选的，所述煮沸包括依次进行的甲醇煮沸和水煮沸；所述甲醇煮沸和水煮沸的次数独立为5～10次。

本发明提供了上述技术方案所述聚萘醚酮芳香酰胺在膜材料中的应用。

本发明提供了一种聚萘醚酮芳香酰胺，该聚萘醚酮芳香酰胺含有醚酮和萘结构，是一种结构新颖的聚芳酰胺，在室温下可直接溶于DMF、DMAc、DMSO或NMP等极性溶剂中，不需要助溶剂辅助，是一种可溶型聚芳酰胺；