[发明专利]一种高热稳定性封端砜聚合物、制备方法及其在餐具上的应用

权利要求书

1.一种高热稳定性封端砜聚合物，其特征在于，该砜聚合物具有式I结构的重复单元：

其中，n的取值范围为2～200，优选范围为10～100；Ar单元具有如下结构式中任意一种：

该砜聚合物熔体流动速率为10～100g/10min，透明度≥82％，具有优异的耐高温性和不易发生霉变性，特别适用于制备卫生级的餐具。

2.根据权利要求1所述的高热稳定性封端砜聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)成盐反应：在保护气氛下，向反应器中加入二羟基芳香单体和二卤基二苯砜单体，再加入溶剂，搅拌并升温至单体溶解至溶液透明，加入成盐剂，随后加入带水剂，继续搅拌下升温至成盐反应开始，直至成盐反应完全后，再蒸馏并放出带水剂；

(2)聚合反应：逐渐升温至聚合温度开始聚合反应，此时检测到粘度开始增大，待粘度增长至指定范围后，降低聚合温度以停止聚合反应；

(3)封端反应：在聚合反应后期，降低温度，加入碳酸二甲酯作为封端剂，进行封端反应，并持续反应10～30min，停止搅拌和加热；

(4)后处理：把物料缓慢倒入无离子水中冷却成白色条状固体，再用粉碎机破碎成粉末状，用去离子水煮沸，然后过滤，重复煮沸、过滤操作，直至滤液用硝酸银检测不变浑浊，过滤后把聚合物干燥至恒重，即得砜聚合物树脂产品；

涉及到的化学反应式为：

(1)成盐反应：

HO-Ar-OH+M₂CO₃→MO-Ar-OM+CO₂+H₂O

(2)聚合反应：

(3)封端反应：

其中M为碱金属，包括Na和/或K。

3.根据权利要求2所述的高热稳定性封端砜聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述砜聚合物包括PPSU和PES，通过溶液法缩聚制备得到，采用的合成单体包括二羟基芳香单体和二卤基二苯砜单体；

其中，所述二羟基芳香单体选自4,4′-二羟基二苯砜或者4,4′-二羟基联苯；

所述二卤基二苯砜单体选自4,4′-二卤基二苯砜。

4.根据权利要求2或3所述的高热稳定性封端砜聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述二卤基二苯砜单体与二羟基芳香单体的摩尔比为a，1＜a≤1.05，即二卤基二苯砜单体是过量的。

5.根据权利要求2或3所述的高热稳定性封端砜聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溶剂选自二苯砜、环丁砜、二甲基砜、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、联苯基苯亚磺酰中的一种或多种。

6.根据权利要求2或3所述的高热稳定性封端砜聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述成盐剂选自KOH、NaOH、K₂CO₃、Na₂CO₃、KHCO₃、NaHCO₃中的一种或多种。

7.根据权利要求2所述的高热稳定性封端砜聚合物的制备方法，其特征在于，所述带水剂采用二甲苯，体系中生成的水与二甲苯生成的共沸物被保护气吹出至冷凝管中冷凝滴下至分水器中分层，上层的二甲苯又回流至体系中当收集水量接近理论值时，证明成盐完全，再蒸馏并放出二甲苯。

8.根据权利要求2所述的高热稳定性封端砜聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，在聚合反应后期，聚合温度降低至160～190℃，再加入碳酸二甲酯的环丁砜溶液，质量浓度5～25％。

9.根据权利要求2所述的高热稳定性封端砜聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述碳酸二甲酯的加入量大于或等于两种单体的摩尔差。

10.根据权利要求1所述的高热稳定性封端砜聚合物的应用，其特征在于，将其用于制作餐具，包括筷子，汤勺，饭铲，笼屉，蒸锅，锅盖，砧板等厨房用具；也可用于制作水杯，茶壶，茶杯等饮水用具。