CN114479063B - 一种含萘结构的聚芳醚腈及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含萘结构的聚芳醚腈及其制备方法和应用。所述聚芳醚腈具有以下式(I)所示结构:其中,R为R0

Description

一种含萘结构的聚芳醚腈及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子材料领域,具体地说,是涉及高性能工程塑料合成技术,特别涉及到一种含萘结构的聚芳醚腈及其制备方法和应用。
背景技术
聚芳醚腈是一种自二十世纪八十年代逐渐兴起并发展的综合性能优异的结构型高分子材料,其耐热性、阻燃性、机械强度、阻紫外线性和抗蠕变性等性能均十分优异,在航空航天、军工电子及通讯等国防军工和尖端技术领域有着广泛的应用前景。从结构上看,聚芳醚腈拥有如此优异性能的原因在于它的分子主链同时含有芳环和醚键,具有优异的耐热性的同时也具有一定的柔性;它的侧链上强极性的氰基增大了分子链间的偶极-偶极作用力,这进一步提高了聚合物的耐热等级。
1986年日本出光兴产株式会社申请的欧洲专利EP0192177以及[Journal ofPolymer Science.Part A-Polymer Chemistry 31,3439(1993)]中公开了一系列聚芳醚腈的合成技术。中国专利CN1238347A公开了含酚酞结构聚芳醚腈砜及其制备方法。
以上发明均未涉及含萘结构的新型聚芳醚腈的合成研究。在聚芳醚腈大分子主链结构中引入芳醚酮和萘结构,赋予了聚芳醚腈很多特殊性能,既增加了聚合物的耐热性、韧性、力学性能,又使得其具备了较好的溶解性,可以拓宽其在薄膜、涂料、绝缘漆等领域的应用。
本发明的目的是从聚合物分子链结构设计出发,合成一种含萘结构的聚芳醚腈共聚物,其玻璃化转变温度为280~350℃,可满足更高的耐温长期使用需求。
发明内容
本发明所要解决的技术是现有技术中聚芳醚腈树脂后处理困难、不能溶解、玻璃化转变温度较低等问题。
本发明从聚合物重复单元结构设计出发,提供了一种新型含萘结构的聚芳醚腈,聚合后处理简便,其玻璃化转变温度280~350℃,可溶于氯仿、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N’-二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亚砜(DMSO)等溶剂,易于加工成型。
本发明目的之一为提供一种含萘结构的聚芳醚腈,具有以下式(I)所示结构:
其中,R为
R0n/(n+m)=0~0.99。
优选地,n/(n+m)=0.01~0.8。
本申请所述含萘结构的聚芳醚腈的玻璃化转变温度280~350℃,特性粘度达到0.45~0.9,可溶于氯仿、N-甲基吡咯烷酮、N,N’-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜等溶剂。
本发明目的之二为提供一种所述含萘结构的聚芳醚腈的制备方法,包括在催化剂存在下,将萘二酚与双卤单体进行聚合反应,得到所述聚芳醚腈;
其中双卤单体包括2,6-二卤苯腈、以及任选的4,4’-二卤二苯酮或者4,4’-二卤二苯砜中的至少一种。
其中,所述萘二酚选自1,4-萘二酚、1,5-萘二酚、1,6-萘二酚、2,3-萘二酚中的至少一种;
所述2,6-二卤苯腈选自2,6-二氟苯腈、2,6-二氯苯腈、2,6-二溴苯腈、2,6-二碘苯腈中的至少一种;
所述4,4’-二卤二苯酮选自4,4’-二氟二苯酮、4,4’-二氯二苯酮、4,4’-二溴二苯酮、4,4’-二碘二苯酮中的至少一种;
所述4,4’-二卤二苯砜选自4,4’-二氟二苯砜、4,4’-二氯二苯砜、4,4’-二溴二苯砜、4,4’-二碘二苯砜中的至少一种;
所述催化剂为碱金属或碱土金属的盐类,优选为NaOH、KOH、CsOH、Na2CO3、K2CO3、Cs2CO3中的至少一种。
本发明制备方法中,所述萘二酚单体与双卤单体的摩尔比例为1:(0.95~1.05);
4,4’-二卤二苯酮和/或4,4’-二卤二苯砜与双卤单体的摩尔比例为0~0.99,优选为0.01~0.8;
所述催化剂与萘二酚单体的摩尔比例为1~1.8。
本发明制备方法中,所述聚合反应的温度为120~320℃,优选为120~230℃;反应时间为3~30小时,优选为4~22小时。
本发明制备方法中,聚合反应得到聚芳醚腈后还可进行沉淀剂沉淀、过滤分离、洗涤、干燥等通常步骤。
本发明的技术方案是以市售的萘二酚单体和2,6-二卤苯腈、以及任选的4,4’-二卤二苯酮或者4,4’-二卤二苯砜中的至少一种为原料,以碱金属或碱土金属的盐类为催化剂,反应前先进行共沸脱水,然后在一定反应温度、时间下进行聚合反应,反应结束后,加入沉淀剂,搅拌下降聚合物沉淀出来,过滤分离、洗涤、干燥得到聚合物,经溶液亲核取代逐步聚合反应制得含萘结构的聚芳醚腈高性能树脂。
优选地,所述含萘结构的聚芳醚腈的制备方法包括如下步骤:
将双卤单体、萘二酚、催化剂和共沸脱水剂加入非质子型极性溶剂或含非质子型极性溶剂的混合溶剂中,先进行共沸脱水,然后进行聚合反应,反应结束后加入沉淀剂,沉淀得到所述聚芳醚腈。
其中,所述共沸脱水剂为甲苯或二甲苯。
共沸脱水温度为120~160℃,优选为120~140℃;共沸脱水时间0.5~3h,优选为0.5~1.5小时。
所述非质子型极性溶剂选自N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、环丁砜、氮甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的至少一种。
所述沉降剂为醇类、水、或者醇类和水的混合物。
所述醇类可以为甲醇、乙醇等。
本发明目的之三为提供述含萘结构的聚芳醚腈或者所述的制备方法得到的聚芳醚腈在航空航天、轨道交通、医疗器械中的应用。
本发明所述高温高压耐水解的含萘结构的聚芳醚腈及其制备方法,其优点在于:提供了一种分子链中含有萘结构的聚芳醚腈,综合性能优异,既耐高温又可溶解,而且可以利用腈基的活性进行功能化改性或可控交联,可满足更高的耐温长期使用需求。
本发明从聚合物重复单元结构设计出发,提供了一种新型含萘结构的聚芳醚腈,聚合后处理简便,其玻璃化转变温度280~350℃,可溶于氯仿、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N’-二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亚砜(DMSO)等溶剂,易于加工成型。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体的描述,有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明的进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域技术人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。
本发明中具体实施方式中原料均为市售所得。
【实施例1】
在氮气保护下,将192.2g(1.2mol)1,4-萘二酚、103.2g(0.6mol)2,6-二氯苯腈、130.9g(0.6mol)4,4’-二氟二苯酮、248.8g(1.8mol)无水K2CO3、1600ml N-甲基吡咯烷酮和400ml甲苯加入到装有搅拌器、温度计、回流分水器及氮气入口的反应器中,搅拌下加热升温反应,在150℃下,共沸回流脱水1.5h。然后,蒸出大部分甲苯。升温至200℃,高温聚合20h,反应体系由浅黄色逐渐转变为棕褐色,体系黏度明显增大。反应结束后,加入N-甲基吡咯烷酮将反应混合物稀释,聚合物溶液在高速搅拌下,以沸水作为沉淀剂,将聚合物沉析、过滤、抽干。将聚合物在120℃真空干燥24h,得到纯净的聚芳醚腈酮树脂。
聚芳醚腈酮树脂的特性粘度为0.66dl/g,玻璃化转变温度为324℃。聚合物在DMF、DMAc、DMSO、NMP、氯仿等有机溶剂中具有良好溶解性。
【实施例2】
在氮气保护下,将192.2g(1.2mol)1,5-萘二酚、103.2g(0.6mol)2,6-二氯苯腈、130.9g(0.6mol)4,4’-二氟二苯酮、248.8g(1.8mol)无水K2CO3、1600ml N-甲基吡咯烷酮和400ml甲苯加入到装有搅拌器、温度计、回流分水器及氮气入口的反应器中,搅拌下加热升温反应,在150℃下,共沸回流脱水1.5h。然后,蒸出大部分甲苯。升温至200℃,高温聚合15h,反应体系由浅黄色逐渐转变为棕褐色,体系黏度明显增大。反应结束后,加入N-甲基吡咯烷酮将反应混合物稀释,聚合物溶液在高速搅拌下,以沸水作为沉淀剂,将聚合物沉析、过滤、抽干。将聚合物在120℃真空干燥24h,得到纯净的聚芳醚腈酮树脂。
聚芳醚腈酮树脂的特性粘度为0.68dl/g,玻璃化转变温度为312℃。聚合物在DMF、DMAc、DMSO、NMP、氯仿等有机溶剂中具有良好溶解性。
【实施例3】
在氮气保护下,将192.2g(1.2mol)1,6-萘二酚、103.2g(0.6mol)2,6-二氯苯腈、130.9g(0.6mol)4,4’-二氟二苯酮、248.8g(1.8mol)无水K2CO3、1600ml环丁砜和400ml甲苯加入到装有搅拌器、温度计、回流分水器及氮气入口的反应器中,搅拌下加热升温反应,在140℃下,共沸回流脱水1.5h。然后,蒸出大部分甲苯。升温至200℃,高温聚合18h,反应体系由浅黄色逐渐转变为棕褐色,体系黏度明显增大。反应结束后,加入环丁砜将反应混合物稀释,聚合物溶液在高速搅拌下,以沸水作为沉淀剂,将聚合物沉析、过滤、抽干。将聚合物在120℃真空干燥24h,得到纯净的聚芳醚腈酮树脂。
聚芳醚腈酮树脂的特性粘度为0.73dl/g,玻璃化转变温度为340℃。聚合物在DMF、DMAc、DMSO、NMP、氯仿等有机溶剂中具有良好溶解性。
【实施例4】
在氮气保护下,将192.2g(1.2mol)2,3-萘二酚、103.2g(0.6mol)2,6-二氯苯腈、130.9g(0.6mol)4,4’-二氟二苯酮、248.8g(1.8mol)无水K2CO3、1600ml环丁砜和400ml甲苯加入到装有搅拌器、温度计、回流分水器及氮气入口的反应器中,搅拌下加热升温反应,在140℃下,共沸回流脱水1.5h。然后,蒸出大部分甲苯。升温至200℃,高温聚合18h,反应体系由浅黄色逐渐转变为棕褐色,体系黏度明显增大。反应结束后,加入环丁砜将反应混合物稀释,聚合物溶液在高速搅拌下,以沸水作为沉淀剂,将聚合物沉析、过滤、抽干。将聚合物在120℃真空干燥24h,得到纯净的聚芳醚腈酮树脂。
聚芳醚腈酮树脂的特性粘度为0.59dl/g,玻璃化转变温度为318℃。聚合物在DMF、DMAc、DMSO、NMP、氯仿等有机溶剂中具有良好溶解性。
【实施例5】
在氮气保护下,将96.1g(0.6mol)1,4-萘二酚、96.1g(0.6mol)1,5-萘二酚、103.2g(0.6mol)2,6-二氯苯腈、130.9g(0.6mol)4,4’-二氟二苯酮、586.4g(1.8mol)无水Cs2CO3、1600ml N-甲基吡咯烷酮和400ml二甲苯加入到装有搅拌器、温度计、回流分水器及氮气入口的反应器中,搅拌下加热升温反应,在150℃下,共沸回流脱水1.5h。然后,蒸出大部分二甲苯。升温至195℃,高温聚合20h,反应体系由浅黄色逐渐转变为棕褐色,体系黏度明显增大。反应结束后,加入N-甲基吡咯烷酮将反应混合物稀释,聚合物溶液在高速搅拌下,以乙醇/水混合溶剂作为沉淀剂,将聚合物沉析、过滤、抽干。将聚合物在120℃真空干燥24h,得到纯净的聚芳醚腈酮树脂。
聚芳醚腈酮树脂的特性粘度为0.69dl/g,玻璃化转变温度为333℃。聚合物在DMF、DMAc、DMSO、NMP、氯仿等有机溶剂中具有良好溶解性。
【实施例6】
在氮气保护下,将96.1g(0.6mol)1,5-萘二酚、96.1g(0.6mol)1,6-萘二酚、103.2g(0.6mol)2,6-二氯苯腈、130.9g(0.6mol)4,4’-二氟二苯酮、248.8g(1.8mol)无水K2CO3、1600ml N-甲基吡咯烷酮和400ml二甲苯加入到装有搅拌器、温度计、回流分水器及氮气入口的反应器中,搅拌下加热升温反应,在150℃下,共沸回流脱水1.5h。然后,蒸出大部分二甲苯。升温至195℃,高温聚合20h,反应体系由浅黄色逐渐转变为棕褐色,体系黏度明显增大。反应结束后,加入N-甲基吡咯烷酮将反应混合物稀释,聚合物溶液在高速搅拌下,以乙醇/水作为沉淀剂,将聚合物沉析、过滤、抽干。将聚合物在120℃真空干燥24h,得到纯净的聚芳醚腈酮树脂。
聚芳醚腈酮树脂的特性粘度为0.66dl/g,玻璃化转变温度为346℃。聚合物在DMF、DMAc、DMSO、NMP、氯仿等有机溶剂中具有良好溶解性。
【实施例7】
在氮气保护下,将192.2g(1.2mol)1,4-萘二酚、103.2g(0.6mol)2,6-二氯苯腈、172.3g(0.6mol)4,4’-二氯二苯砜、248.8g(1.8mol)无水K2CO3、1600ml N-甲基吡咯烷酮和400ml甲苯加入到装有搅拌器、温度计、回流分水器及氮气入口的反应器中,搅拌下加热升温反应,在150℃下,共沸回流脱水1.5h。然后,蒸出大部分甲苯。升温至200℃,高温聚合20h,反应体系由浅黄色逐渐转变为棕褐色,体系黏度明显增大。反应结束后,加入N-甲基吡咯烷酮将反应混合物稀释,聚合物溶液在高速搅拌下,以沸水作为沉淀剂,将聚合物沉析、过滤、抽干。将聚合物在120℃真空干燥24h,得到纯净的聚芳醚腈砜树脂。
聚芳醚腈砜树脂的特性粘度为0.68dl/g,玻璃化转变温度为312℃。聚合物在DMF、DMAc、DMSO、NMP、氯仿等有机溶剂中具有良好溶解性。
【实施例8】
在氮气保护下,将192.2g(1.2mol)1,5-萘二酚、103.2g(0.6mol)2,6-二氯苯腈、172.3g(0.6mol)4,4’-二氯二苯砜、248.8g(1.8mol)无水K2CO3、1600ml N-甲基吡咯烷酮和400ml甲苯加入到装有搅拌器、温度计、回流分水器及氮气入口的反应器中,搅拌下加热升温反应,在150℃下,共沸回流脱水1.5h。然后,蒸出大部分甲苯。升温至200℃,高温聚合15h,反应体系由浅黄色逐渐转变为棕褐色,体系黏度明显增大。反应结束后,加入N-甲基吡咯烷酮将反应混合物稀释,聚合物溶液在高速搅拌下,以沸水作为沉淀剂,将聚合物沉析、过滤、抽干。将聚合物在120℃真空干燥24h,得到纯净的聚芳醚腈砜树脂。
聚芳醚腈砜树脂的特性粘度为0.48dl/g,玻璃化转变温度为286℃。聚合物在DMF、DMAc、DMSO、NMP、氯仿等有机溶剂中具有良好溶解性。
【实施例9】
在氮气保护下,将192.2g(1.2mol)1,6-萘二酚、103.2g(0.6mol)2,6-二氯苯腈、172.3g(0.6mol)4,4’-二氯二苯砜、248.8g(1.8mol)无水K2CO3、1600ml环丁砜和400ml甲苯加入到装有搅拌器、温度计、回流分水器及氮气入口的反应器中,搅拌下加热升温反应,在140℃下,共沸回流脱水1.5h。然后,蒸出大部分甲苯。升温至220℃,高温聚合18h,反应体系由浅黄色逐渐转变为棕褐色,体系黏度明显增大。反应结束后,加入环丁砜将反应混合物稀释,聚合物溶液在高速搅拌下,以沸水作为沉淀剂,将聚合物沉析、过滤、抽干。将聚合物在120℃真空干燥24h,得到纯净的聚芳醚腈砜树脂。
聚芳醚腈砜树脂的特性粘度为0.71dl/g,玻璃化转变温度为320℃。聚合物在DMF、DMAc、DMSO、NMP、氯仿等有机溶剂中具有良好溶解性。
【实施例10】
在氮气保护下,将192.2g(1.2mol)2,3-萘二酚、103.2g(0.6mol)2,6-二氯苯腈、172.3g(0.6mol)4,4’-二氯二苯砜、248.8g(1.8mol)无水K2CO3、1600ml环丁砜和400ml甲苯加入到装有搅拌器、温度计、回流分水器及氮气入口的反应器中,搅拌下加热升温反应,在140℃下,共沸回流脱水1.5h。然后,蒸出大部分甲苯。升温至220℃,高温聚合18h,反应体系由浅黄色逐渐转变为棕褐色,体系黏度明显增大。反应结束后,加入环丁砜将反应混合物稀释,聚合物溶液在高速搅拌下,以沸水作为沉淀剂,将聚合物沉析、过滤、抽干。将聚合物在120℃真空干燥24h,得到纯净的聚芳醚腈砜树脂。
聚芳醚腈砜树脂的特性粘度为0.64dl/g,玻璃化转变温度为335℃。聚合物在DMF、DMAc、DMSO、NMP、氯仿等有机溶剂中具有良好溶解性。
【实施例11】
在氮气保护下,将192.2g(1.2mol)1,4-萘二酚、103.2g(0.6mol)2,6-二氯苯腈、172.3g(0.6mol)4,4’-二氯二苯砜、586.4g(1.8mol)无水Cs2CO3、1600ml N-甲基吡咯烷酮和400ml二甲苯加入到装有搅拌器、温度计、回流分水器及氮气入口的反应器中,搅拌下加热升温反应,在150℃下,共沸回流脱水1.5h。然后,蒸出大部分二甲苯。升温至195℃,高温聚合20h,反应体系由浅黄色逐渐转变为棕褐色,体系黏度明显增大。反应结束后,加入N-甲基吡咯烷酮将反应混合物稀释,聚合物溶液在高速搅拌下,以乙醇/水混合溶剂作为沉淀剂,将聚合物沉析、过滤、抽干。将聚合物在120℃真空干燥24h,得到纯净的聚芳醚腈砜树脂。
聚芳醚腈砜树脂的特性粘度为0.62dl/g,玻璃化转变温度为296℃。聚合物在DMF、DMAc、DMSO、NMP、氯仿等有机溶剂中具有良好溶解性。
【实施例12】
在氮气保护下,将192.2g(1.2mol)1,4-萘二酚、103.2g(0.6mol)2,6-二氯苯腈、172.3g(0.6mol)4,4’-二氯二苯砜、248.8g(1.8mol)无水K2CO3、1600ml N-甲基吡咯烷酮和400ml二甲苯加入到装有搅拌器、温度计、回流分水器及氮气入口的反应器中,搅拌下加热升温反应,在150℃下,共沸回流脱水1.5h。然后,蒸出大部分二甲苯。升温至195℃,高温聚合20h,反应体系由浅黄色逐渐转变为棕褐色,体系黏度明显增大。反应结束后,加入N-甲基吡咯烷酮将反应混合物稀释,聚合物溶液在高速搅拌下,以乙醇/水作为沉淀剂,将聚合物沉析、过滤、抽干。将聚合物在120℃真空干燥24h,得到纯净的聚芳醚腈砜树脂。
聚芳醚腈砜树脂的特性粘度为0.57dl/g,玻璃化转变温度为318℃。聚合物在DMF、DMAc、DMSO、NMP、氯仿等有机溶剂中具有良好溶解性。
【实施例13】
在氮气保护下,将192.2g(1.2mol)1,4-萘二酚、41.28g(0.24mol)2,6-二氯苯腈、275.68g(0.96mol)4,4’-二氯二苯砜、248.8g(1.8mol)无水K2CO3、1600ml N-甲基吡咯烷酮和400ml二甲苯加入到装有搅拌器、温度计、回流分水器及氮气入口的反应器中,搅拌下加热升温反应,在150℃下,共沸回流脱水1.5h。然后,蒸出大部分二甲苯。升温至195℃,高温聚合20h,反应体系由浅黄色逐渐转变为棕褐色,体系黏度明显增大。反应结束后,加入N-甲基吡咯烷酮将反应混合物稀释,聚合物溶液在高速搅拌下,以乙醇/水作为沉淀剂,将聚合物沉析、过滤、抽干。将聚合物在120℃真空干燥24h,得到纯净的聚芳醚腈砜树脂。
聚芳醚腈砜树脂的特性粘度为0.61dl/g,玻璃化转变温度为317℃。聚合物在DMF、DMAc、DMSO、NMP、氯仿等有机溶剂中具有良好溶解性。
【实施例14】
在氮气保护下,将192.2g(1.2mol)1,5-萘二酚、165.12g(0.96mol)2,6-二氯苯腈、68.92g(0.24mol)4,4’-二氯二苯砜、248.8g(1.8mol)无水K2CO3、1600ml N-甲基吡咯烷酮和400ml二甲苯加入到装有搅拌器、温度计、回流分水器及氮气入口的反应器中,搅拌下加热升温反应,在150℃下,共沸回流脱水1.5h。然后,蒸出大部分二甲苯。升温至195℃,高温聚合20h,反应体系由浅黄色逐渐转变为棕褐色,体系黏度明显增大。反应结束后,加入N-甲基吡咯烷酮将反应混合物稀释,聚合物溶液在高速搅拌下,以乙醇/水作为沉淀剂,将聚合物沉析、过滤、抽干。将聚合物在120℃真空干燥24h,得到纯净的聚芳醚腈砜树脂。
聚芳醚腈砜树脂的特性粘度为0.58dl/g,玻璃化转变温度为306℃。聚合物在DMF、DMAc、DMSO、NMP、氯仿等有机溶剂中具有良好溶解性。

Claims (12)

1.一种含萘结构的聚芳醚腈,具有以下式(I)所示结构:
(I),
其中,R为
R0,n/(n+m)= 0.01~0.8;
所述含萘结构的聚芳醚腈通过在催化剂存在下,将萘二酚与双卤单体进行聚合反应而得,双卤单体包括2,6-二卤苯腈、以及4,4’-二卤二苯酮或者4,4’-二卤二苯砜中的至少一种,所述萘二酚单体与双卤单体的摩尔比例为1:(0.95~1.05),4,4’-二卤二苯酮和/或4,4’-二卤二苯砜与双卤单体的摩尔比例为0.01~0.8。
2.一种根据权利要求1所述的含萘结构的聚芳醚腈的制备方法,包括在催化剂存在下,将萘二酚与双卤单体进行聚合反应,得到所述聚芳醚腈;
其中双卤单体包括2,6-二卤苯腈、以及4,4’-二卤二苯酮或者4,4’-二卤二苯砜中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的聚芳醚腈的制备方法,其特征在于:
所述萘二酚选自1,4-萘二酚、1,5-萘二酚、1,6-萘二酚、2,3-萘二酚中的至少一种;和/或,
所述2,6-二卤苯腈选自2,6-二氟苯腈、2,6-二氯苯腈、2,6-二溴苯腈、2,6-二碘苯腈中的至少一种;和/或,
所述4,4’-二卤二苯酮选自4,4’-二氟二苯酮、4,4’-二氯二苯酮、4,4’-二溴二苯酮、4,4’-二碘二苯酮中的至少一种;和/或,
所述4,4’-二卤二苯砜选自4,4’-二氟二苯砜、4,4’-二氯二苯砜、4,4’-二溴二苯砜、4,4’-二碘二苯砜中的至少一种;和/或,
所述催化剂为碱金属或碱土金属盐类催化剂。
4.根据权利要求3所述的聚芳醚腈的制备方法,其特征在于:
所述催化剂为NaOH、KOH、CsOH、Na2CO3、K2CO3、Cs2CO3中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的聚芳醚腈的制备方法,其特征在于:
所述萘二酚单体与双卤单体的摩尔比例为1:(0.95~1.05);和/或,
4,4’-二卤二苯酮和/或4,4’-二卤二苯砜与双卤单体的摩尔比例为0.01~0.8;和/或,
所述催化剂与萘二酚单体的摩尔比例为1~1.8。
6.根据权利要求2所述的聚芳醚腈的制备方法,其特征在于:
所述聚合反应的温度为120~320℃;反应时间为3~30小时。
7.根据权利要求6所述的聚芳醚腈的制备方法,其特征在于:
所述聚合反应的温度为120~230℃;反应时间为4~22小时。
8.根据权利要求2~7之任一项所述的聚芳醚腈的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
将双卤单体、萘二酚、催化剂和共沸脱水剂加入非质子型极性溶剂或含非质子型极性溶剂的混合溶剂中,先进行共沸脱水,然后进行聚合反应,反应结束后加入沉淀剂,沉淀得到所述聚芳醚腈。
9.根据权利要求8所述的聚芳醚腈的制备方法,其特征在于:
所述沉降剂为醇类、水、或者醇类和水的混合物;和/或,
所述非质子型极性溶剂选自N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、环丁砜、氮甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的至少一种。
10.根据权利要求8所述的聚芳醚腈的制备方法,其特征在于:
共沸脱水温度为120~160℃;共沸脱水时间为0.5~3h;和/或,
所述共沸脱水剂为甲苯或二甲苯。
11.根据权利要求10所述的聚芳醚腈的制备方法,其特征在于:
共沸脱水温度为120~140℃;共沸脱水时间为0.5~1.5小时。
12.权利要求1所述含萘结构的聚芳醚腈或者权利要求2~11之任一项所述的制备方法得到的聚芳醚腈在航空航天、轨道交通、医疗器械中的应用。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1124745A (zh) * 1994-12-13 1996-06-19 四川联合大学 一种聚芳醚腈及其制造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100840669B1 (ko) * 2001-08-21 2008-06-24 엘지디스플레이 주식회사 열가교형 폴리이미드계 물질을 이용한 액정표시소자의 제조방법
CN1513897A (zh) * 2003-04-25 2004-07-21 大连理工大学 含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚腈酮及其制备法
CN101619131B (zh) * 2009-07-25 2012-07-25 大连理工大学 邻苯二甲腈封端-含二氮杂萘酮联苯结构可溶性聚芳醚树脂、固化物及其制备法
CN108559072A (zh) * 2018-05-14 2018-09-21 沈阳化工大学 一种含蒽酮结构聚芳醚及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1124745A (zh) * 1994-12-13 1996-06-19 四川联合大学 一种聚芳醚腈及其制造方法

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