[发明专利]一种高分子量结晶型聚芳醚腈及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高分子量结晶型聚芳醚腈及其制备方法,属于有机高分子材料技术领域。该结晶型聚芳醚腈由对苯二酚、双酚A、二氯苯甲腈通过亲核取代缩聚的方法无规共聚而成，具有优良的热学性能、力学性能以及介电性能。此外，通过调控对苯二酚和双酚A的比例，使聚芳醚腈在容易合成高分子量产物的同时具有良好的结晶性，为结晶性聚芳醚腈的大规模工业化生产提供依据。

技术领域

本发明属于有机高分子材料技术领域，涉及一种高分子量结晶型聚芳醚腈及其制备方法，且获得的结晶型聚芳醚腈具有良好的机械性能、耐高温性能以及介电性能。

背景技术

20世纪80年代以来，聚芳醚腈材料在国防军工和高精尖技术要求的背景下不断发展起来，由于其优越的耐热性、阻燃性、介电性以及机械强度，在航天、能源开采、电子通信等高科技领域而被广泛应用。聚芳醚腈按照其凝聚态结构可分为无定型和结晶型两种。无定型由于其易于合成已经形成了较为成熟的合成工艺技术。结晶型的聚芳醚腈相对于无定型聚芳醚腈虽具有的更好的耐高温性能、机械性能而更受人们青睐，但其合成过程中极易析出而导致难以合成高分子量的结晶型聚芳醚腈。因此，合成高分子量结晶型聚芳醚腈并对其性能进行研究就显得迫在眉睫，并具有显著意义。

本发明将一定比例的双酚A与对苯二酚进行无规共聚得到高分子量的结晶型聚芳醚腈，在确保易于合成的同时又保留了聚芳醚腈的结晶性能，因此结晶性聚合物的众多优良性能也得以保留。这将会对在工业上大规模的生产结晶性聚芳醚腈提供理论和实验基础。

发明内容

本发明提供了一种高分子量结晶型聚芳醚腈及其制备方法。

本发明以亲核取代缩聚的方法，以对苯二酚、双酚A和二氯苯甲腈为原料，碳酸钾为催化剂，NMP为溶剂，甲苯为脱水剂，通过无规共聚合成了高分子量结晶型聚芳醚腈。

通过调控对苯二酚和双酚A的摩尔比，获得不同性能的聚芳醚腈，在解决高分子量聚芳醚腈的合成技术的同时获得高结晶性的聚芳醚腈。

本发明技术方案如下：

一种高分子量结晶型聚芳醚腈，其反应路径如图1所示，制备过程包括以下步骤：

步骤1：将一定量的对苯二酚、双酚A、二氯苯甲腈和碳酸钾加入75mLNMP 和25mL甲苯的混合溶液中。其中，对苯二酚、双酚A、二氯苯甲腈和碳酸钾的摩尔比为(0.166mol、0,170mol、0,174mol)：(0.034mol、0.030mol、0.026mol)： 0.202mol：0.280mol)，机械搅拌并加热至140～150℃，出现脱水现象持续加热搅拌2小时。

步骤2：分批次缓慢放出甲苯，待温度升至170℃左右持续搅拌维持2～3小时，待粘度不再上升之后，将产物倒于萃取液中，过滤得到棕色粉末。

步骤3：将步骤2得到的粉末加入到稀盐酸溶液中，煮沸，过滤；再用去离子水煮沸清洗数遍至溶液呈中性后过滤；80℃真空烘干，得到米白色结晶型聚芳醚腈粉末。

本发明所提供的高分子量结晶型聚芳醚腈的特性粘度在70℃恒温条件下用乌氏粘度计测得；界面微观结晶形貌(图2)分析采用扫描电镜(JSM,6490LV) 测得；热学性能由差热扫描热量分析(DSC-Q100)和热重分析(TGA-Q50)测得(图3)；力学性能(图4)由微机控制电子万能试验机(SANS CMT6104)测得；介电性能(图5)由精密LCR电表(TH 2819A)测得，

综上所述，本发明的有益效果体现在：

1、本发明提出一种高分子量结晶型聚芳醚腈的制备方法，为解决结晶性聚芳醚腈较难合成这一技术难题提供了一种有效途径。

2、通过调控对苯二酚和双酚A的比例，使聚芳醚腈在容易合成高分子量产物的同时具有良好的结晶性，为结晶性聚芳醚腈的大规模工业化生产提供依据。

附图说明