[发明专利]一种酚酞基聚芳醚酮聚合物及封端方法

说明书

本发明提供一种酚酞基聚芳醚酮聚合物及封端方法，属于聚芳醚酮聚合物合成技术领域。本发明通过酚端基与活性芳基单卤或卤素端基与单酚的亲核缩合反应，提供一种酚酞基聚芳醚酮的封端方法；本发明的方法不仅可以在聚合过程中引入封端剂，也可对特定端基聚合物或未处理的溶液进行封端，得到稳定性更高的封端聚芳醚酮树脂，通过封端剂的选择、加入量和工艺调控，可调节聚合物的比浓粘度，使其达到挤出、注塑等加工工艺对聚合物粘度、分子量、分子量分布及高温下熔融指数等的苛刻要求。

技术领域

本发明属于聚芳醚酮聚合物合成技术领域，具体涉及一种酚酞基聚芳醚酮聚合物及封端方法。

背景技术

聚合物封端有利于提高材料的热稳定性和加工性能。线形聚芳醚酮树脂合成一般通过单体投料比例、反应时间和温度来调控分子量的大小，以期获得满足使用性能的聚合物材料。酚酞基聚芳醚酮具有内酯环侧基，在碱性条件下，有醌式异构结构存在，使聚合物的端基结构不够明确，树脂的热稳定性比双酚A、联苯、苯基等聚芳醚酮材料的热稳定性差，活性端基在高温下促发聚合物链增长使分子量进一步增大，分子量分布变宽，流动性变差，最终使其热加工变得极为困难。这一问题使该材料的挤出、注塑等专用料的开发受到极大限制。另外，酚酞聚合过程中的异构变化，会有未反应的羟基和醌式两种端基结构共同存在的问题，给材料的交联、热降解提供了可能的反应位点。为解决酚酞基聚芳醚酮树脂的加工问题，通过溶液成型和熔融加工的方式，获得耐高温制品，虽然溶液成型方法可以获得低温成型制品如结构薄膜、分离膜、复合材料、气凝胶等，但效率不高，成本增加。熔融加工效率高，用量大，但需要解决材料自身问题，因此对含酞侧基聚芳醚酮树脂进行封端，以提高聚合物的热稳定性，优化材料在高温下的熔融行为，显得极为重要。中国发明专利85108751公开了一种酚酞聚芳醚酮的合成方法，该产品可溶于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)及卤代烷烃类有机溶剂，溶解加工性能大大改善，可作为膜、片、板、管和纤维等结构材料而应用。中国专利CN201210071242公布了一种未经封端的2，6-二卤苯甲腈-4，4′-二卤二苯酮-酚酞三元共聚物，腈基引入提高了主链的刚性，玻璃化转变温度为225℃～265℃。由于该材料没有封端，且树脂的粘度调节主要靠原料比例、聚合温度、时间，进行有限的调整。热加工时流动性差，熔融指数无法测试，或所得树脂低于1.0g/10min，且加工过程中如不能精确控制温度，聚合物粉末在高温螺杆剪切过程中会发生交联、炭化等，严重影响了聚合物材料的成型加工。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种酚酞基聚芳醚酮聚合物及封端方法，该方法在聚合过程中引入封端剂，也可对特定端基聚合物或未处理的溶液进行封端，得到稳定性更高、高熔融指数的封端聚芳醚酮树脂。

本发明首先一种酚酞基聚芳醚酮聚合物，如式1或2所示：

其中m取值0-100，n取值0-100，m+n＝100，式中Ar为活性双卤单体反应后的残基，取自4，4’-二氟二苯酮、4，4’-二氯二苯酮、2，6-二氯苯腈、2，6-二氟苯腈、2，6-二(4-氟苯甲酰基)三蝶烯、4，4’-双(4-氟苯甲酰)基苯中的一种或几种，为带有卤素或酚羟基的单官能团封端剂反应后的残基。

优选的是，所述的带有卤素的单官能团封端剂为4-氟二苯甲酮、4-甲基-4’-氟二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-(4-氟苯甲酰基)苯或2-(4-氟苯甲酰基)三蝶烯。

优选的是，所述的带有酚羟基的单官能团封端剂为4-羟基二苯醚、4-(4-羟苯甲酰基)-苯酚、4-苯甲氧基苯酚、4-叔丁基苯酚、N，N-二甲基-4-氨基苯酚、2-三氟甲基苯酚、4-三氟甲基苯酚、2-甲基苯酚、3-甲基苯酚、4-甲基苯酚、2-氯苯酚或4-氯苯酚。

优选的是，所述的酚酞基聚芳醚酮聚合物，如下所示：

本发明还提供一种酚酞基聚芳醚酮聚合物的封端方法，该方法包括：