[发明专利]一种聚砜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚砜的制备方法，所述方法包括如下步骤：1)将有机双酚类化合物、4,4'‑二氯代二苯基砜、成盐剂、催化剂、非质子极性溶剂加入到反应容器中，升温至非质子极性溶剂沸点，蒸除部分溶剂；2)保持上述温度，反应一定时间，得到粘稠的聚砜溶液；3)将封端剂通入到体系中进行封端；4)将产物在沉析剂中析出，经后处理过程得到聚砜粉末。本发明采用一步法制备聚砜，无需使用非水溶性烃类溶剂，操作简单，降低了后处理难度和生产成本，同时采用具有长间隔臂的交联聚苯乙烯固载季铵盐作为催化剂，增大了反应活性，所得产物的分子量高，分子量分布窄，催化剂易回收，可循环使用，提高了产物的纯度。

技术领域

本发明涉及一种聚砜及其制备方法，具体涉及一种高效催化制备聚砜的方法和由此获得的聚砜，属于高分子材料领域。

背景技术

聚砜是一种重要的热塑性特种工程塑料，主要有聚醚砜(PES)、双酚A型聚砜(PSU)、聚亚苯基砜(PPSU)等。聚砜树脂具有优异的性能，如卓越的机械性能，耐高温性、耐化学腐蚀性、耐老化性能等。这些特点使得该类材料在航空航天、国防、电子电气、医疗、核电、油井、船舶、磁线、军事工业、汽车制造工业和食品加工等众多领域都有广泛的应用。

聚砜的制备方法主要分为一步法和两步法，其中两步法是通过非水溶性烃类溶剂回流带水，促使双酚与强碱反应生成双酚盐，蒸干非水溶性烃类溶剂后，再与4,4'-二氯代二苯基砜在非质子极性溶剂中聚合得到聚砜。此方法步骤繁琐，工艺复杂，反应时间长，能耗大，所得产物分子量分布宽，颜色深。采用一步法制备聚砜，全程仅需一种溶剂，一次性投料，避免反应过程中开釜进入空气造成氧化和有机蒸气溢出对人体和环境产生危害。但是一步法通常采用碳酸钾或碳酸钠作为成盐剂，其与双酚反应活性不高，而且生成的双酚盐在非质子极性溶剂中的溶解度很小，属于非均相反应，故可以通过加入相转移催化剂的方法来提高反应活性，降低反应时间。

鎓盐类催化剂是较早广泛使用的一类相转移催化剂，其中季铵盐类催化剂具有价廉易得，催化效率高等优点，应用最为广泛。专利CN1896120A采用季铵盐类等作为催化剂制备聚芳硫醚，虽然能够提高反应速率，但是并未交代催化剂的后处理问题。催化剂具有毒性，而产物中包覆的催化剂无法完全水洗除去，使材料应用受到限制。大量催化剂溶解于沉析液中，无法回收利用，废液后处理困难，大大增加了生产成本。为了解决这一问题，可以将相转移催化剂负载到聚合物载体上制得三相相转移催化剂。传统的三相相转移催化剂，催化活性基团直接连接到聚合物载体上，空间位阻较大，不仅降低了催化剂的催化效率，催化剂的负载率也较低。通过结构设计，合成了一种具有长间隔臂的负载催化剂，在解决了催化剂无法回收利用的问题的同时，极大地提高了催化活性，具有实际生产意义。

发明内容

本发明提供一种聚砜的制备方法，无需使用非水溶性烃类溶剂，操作简单，降低了后处理难度和生产成本，同时采用长间隔臂的交联聚苯乙烯固载季铵盐作为催化剂，增大了反应活性，所得产物的分子量高，分子量分布窄，催化剂易回收，可循环使用，提高了产物的纯度。

为实现以上发明目的，本发明采用的技术方案如下，具体包括以下步骤：

1)将有机双酚类化合物、4,4'-二氯代二苯基砜、成盐剂、催化剂(缩聚催化剂)、非质子极性溶剂加入到反应容器中，升温至非质子极性溶剂沸点，蒸除部分溶剂；

2)将步骤1)所得体系的温度保持在非质子极性溶剂的沸点，搅拌反应一定时间(例如3～10h)，得到粘稠的聚砜溶液；

3)将封端剂(优选一氯甲烷和/或一氯乙烷)通入到步骤2)所得聚砜溶液中进行封端；

步骤1)所述催化剂为满足如下结构的有机物：