一种利用水和醇类混合溶剂高温下纯化聚芳醚材料的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料技术领域，具体设及一种利用水和醇类混合溶剂高溫下纯 化聚芳酸材料的方法。
【背景技术】
[0002] 自十九世纪屯十年代聚芳酸材料被研制出来后，其应用范围逐渐加大。近40年 的发展，使聚芳酸材料在很多的领域得W应用，尤其是电子、医疗与食品工业，应用量越来 越大。伴随着应用领域的拓展，对产品的纯度的要求也越来越高。为了降低材料中杂质 或者金属离子的含量，国内外研究者对聚芳酸纯化进行了广泛的研究。如日本专利号为 JP2002080588的专利、专利号为JP2002080589的专利和专利号为JP2002080590的专利，采 用酸性或酸性水溶液与有机溶剂的混合溶液，在室溫下洗涂，再用碱中和的方法对聚酸讽 进行纯化，此方法虽能洗去一些离子，但同时引入其它的杂质离子，且酸废液处理困难。英 国专利EP0292211是通过把高聚物烙化或溶解于溶剂形成液体，再溶于水相中使无机盐溶 解出来，但其流程复杂，设备投资较大。美国专利US20050004340公开了一种洗涂无机盐的 压力容器，通过把高压高溫的水打入装有物料的耐高压容器，水通过物料后在容器另一端 缓慢流出并带出无机盐分，纯净的水不断通过流动去除杂质，达到理想的提纯效果，是一种 较合理的提纯方法，但是运种提纯方法完全靠水的浸润完成。中国专利CN200510020111. X公布了利用含有聚乙二醇等表面活性剂作为水溶液处理聚芳酸讽，降低金属离子含量的 方法，该种方法可有效降低材料中金属离子浓度，但是聚乙二醇需要后续处理，后处理步骤 多，产品成本增加。中国专利CN201110002853和CN201110054036分别公布了利用超声水、 酸处理和高溫、高压水处理聚芳酸材料的方法，该种方法也可W有效降低材料中的金属离 子浓度。CN201210131100公布了一种酸性水溶液洗涂，提纯聚芳酸酬树脂的一个方法，但是 酸性液体易腐蚀装置，且废液难于处理，洗涂后酸液需用纯水洗净，W防残留在产品中。
[0003] 对聚芳酸类材料，聚合反应完成后得到的产物经过水冷或者空气冷却后，初步处 理，部分溶剂脱去后，得到的粉末材料是一个蜂窝状的。水处理过程中，金属离子存在扩散、 脱附和水中离子浓度平衡的过程。对于运=步骤，扩散和脱附是较慢的过程。
【发明内容】
[0004] 本发明针对聚芳酸材料中金属离子洗脱的特点和现有技术的缺陷，而设计发明了 一种有效、易行的纯化聚芳酸材料的方法。
[0005] 本发明所述的聚芳酸结构中包含苯酸键，可W包括苯幾基、苯讽键和联苯结构，例 如聚酸酸酬、聚酸酸酬酬、聚酸讽、联苯聚酸讽等。
[0006] 本发明所述的聚芳酸材料的结构式如下所示：
[0007]
[0008] 其中X包括但不限于w下分子结构：
[0009]
[0010] 其中Y包括但不限于W下分子结构：
[0011]
阳01引 n为正整数，表示聚合度，n的数值在10~80之间。
[0013] 为了解决聚芳酸水处理过程中存在的问题，本发明的技术方案为：
[0014] 将市售聚芳酸粉末、异丙醇或者正下醇或者二者的任意比例混合物的水溶液充分 混合，水热纯化处理20~50min;冷却至室溫后，过滤，将得到的聚芳酸在140~160°C下干 燥4~6小时，从而得到低金属离子含量的聚芳酸树脂。
[0015] 本发明所述的异丙醇或者正下醇或者二者的任意比例混合物的水溶液的质量浓 度为0. 01~7%，优选为0. 1~4%，再优选为0. 5~2%。
[0016] 本发明水热纯化处理溫度为聚芳酸玻璃化转变溫度W下20°C~聚芳酸玻璃化转 变溫度W上20°C运一范围内，优选为聚芳酸玻璃化转变溫度~聚芳酸玻璃化转变溫度上 10°C运一范围内。
[0017] 本发明所述方法中，聚芳酸与水溶液的质量比为1 :1~100,优选为1 :20~40。
[0018] 本发明所述方法中，聚芳酸纯化后冷却至室溫过滤，主要因为高于室溫下，反应蓋 内为正压，可能导致危险或异丙醇、正下醇的挥发。
[0019] 本发明所述聚芳酸的玻璃化转变溫度为DSC测试结果，测试升溫速率为20°C / mi打〇
[0020] 本发明聚芳酸粉末样品，经过微波消解后，加入蒸馈水定容后，进行电感禪合等离 子体发射光谱仪（1C巧测试，表征聚合物中残存的离子含量。
[0021] 本发明中，利用水与异丙醇或下醇混合溶剂的方法纯化聚芳酸类材料。聚芳酸类 材料一般都是疏水材料，水加入后，很难轻易地进入到微、纳米大小的蜂窝状结构中，异丙 醇和下醇的引入，有效地降低了水的表面能，增加了水进入和离开蜂窝状聚芳酸材料的能 力。较高的溫度下，使聚合物分子链具有更高的运动能力，便于金属离子的扩散与脱附。同 时处理完成后，减压真空干燥即可除去残留的水与正下醇，减少了后处理时间，降低成本。
【具体实施方式】 阳0巧实施例1
[0023] 将市售聚酸酸酬
粉末2. Og与质量浓度为1%的异丙醇水溶 液50g，充分混合，放入lOOmL水热合成反应蓋，在150°C加热30min。冷却到室溫过滤后，聚 酸酸酬粉末在160°C干燥4小时，得到低金属离子含量的聚酸酸酬树脂，数据见表1。
[0024] 表1 :实施例1产物处理前后金属离子含量数据 阳0巧]
阳026] 实施例2
[0027] 将市售聚酸酸酬粉末2. Og与质量浓度为1%的正下醇水溶 液50g，充分混合，放入lOOmL水热合成反应蓋，在150°C加热30min。冷却至室溫过滤后，聚 酸酸酬粉末在160°C干燥4小时，得到低金属离子含量的聚酸酸酬树脂，数据见表2。
[0028] 表2 :实施例2产物处理前后金属离子含量数据
[0029]
阳030] 实施例3
[0031] 将市售聚酸酸酬粉末2. Og与质量浓度为1%的异丙醇和正 下醇水溶液50g充分混合，异丙醇和正下醇质量比例为1:1，放入lOOmL水热合成反应蓋，在 150°C加热30min。冷却至室溫过滤后，聚酸酸酬粉末在160°C干燥4小时，得到低金属离子 含量的聚酸酸酬树脂，数据见表3。
[0032] 表3 :实施例3产物处理前后金属离子含量数据
[0033]
[0034] 实施例4
[0035] 将市售聚酸讽
粉末2. Og与质量浓度为1%的异丙醇水溶液 50邑，充分混合，放入lOOmL水热合成反应蓋，在210°C加热30min。冷却到室溫过滤后，聚酸 讽粉末在160°C干燥4小时，得到低金属离子含量的聚酸讽树脂，数据见表4。
[0036] 表4 :实施例4产物处理前后金属离子含量数据
[0037] 阳03引实施例5
[0039] 将市售聚酸讽
粉末2. Og与质量浓度为1%的异丙醇和正下醇 水溶液50g充分混合，异丙醇和正下醇的质量比例为1:2,放入lOOmL水热合成反应蓋，在 210°C加热30min。冷却至室溫过滤后，聚酸讽粉末在160°C干燥4小时，得到低金属离子含 量的聚酸讽树脂，数据见表5。
[0040] 表5 :实施例5产物处理前后金属离子含量数据 [0041 ]
【主权项】
1. 一种利用水和醇类混合溶剂高溫下纯化聚芳酸材料的方法，其特征在于：将聚芳 酸粉末、异丙醇或者正下醇或者二者的任意比例混合物的水溶液充分混合，水热纯化处理 20~50min;冷却至室溫后，过滤，将得到的聚芳酸在140~160°C下干燥4~6小时，从而 得到低金属离子含量的聚芳酸树脂。2. 如权利要求1所述的一种利用水和醇类混合溶剂高溫下纯化聚芳酸材料的方法，其 特征在于：聚芳酸的结构式如下所示，n为正整数，表示聚合度，n的数值在10~80之间。3. 如权利要求1所述的一种利用水和醇类混合溶剂高溫下纯化聚芳酸材料的方法，其 特征在于：异丙醇或者正下醇或者二者的任意比例混合物的水溶液的质量浓度为0. 01~ 7%。4. 如权利要求3所述的一种利用水和醇类混合溶剂高溫下纯化聚芳酸材料的方法， 其特征在于：异丙醇或者正下醇或者二者的任意比例混合物的水溶液的质量浓度为0. 1~ 4%。5. 如权利要求4所述的一种利用水和醇类混合溶剂高溫下纯化聚芳酸材料的方法， 其特征在于：异丙醇或者正下醇或者二者的任意比例混合物的水溶液的质量浓度为0. 5~ 2%。6. 如权利要求1所述的一种利用水和醇类混合溶剂高溫下纯化聚芳酸材料的方法，其 特征在于：水热纯化处理的溫度为聚芳酸玻璃化转变溫度W下20°C~聚芳酸玻璃化转变 溫度W上20°C运一范围内。7. 如权利要求6所述的一种利用水和醇类混合溶剂高溫下纯化聚芳酸材料的方法， 其特征在于：水热纯化处理的溫度为聚芳酸玻璃化转变溫度~聚芳酸玻璃化转变溫度上 10°C运一范围内。8. 如权利要求1所述的一种利用水和醇类混合溶剂高溫下纯化聚芳酸材料的方法，其 特征在于：聚芳酸与水溶液的质量比为1 :1~100。9. 如权利要求8所述的一种利用水和醇类混合溶剂高溫下纯化聚芳酸材料的方法，其 特征在于：聚芳酸与水溶液的质量比为1 :20~40。
【专利摘要】一种利用水和醇类混合溶剂高温下纯化聚芳醚材料的方法，属于高分子材料技术领域。是将聚芳醚粉末、异丙醇或者正丁醇或者二者的任意比例混合物的水溶液充分混合，水热纯化处理20～50min；冷却至室温后，过滤，将得到的聚芳醚在140～160℃下干燥4～6小时，从而得到低金属离子含量的聚芳醚树脂。本发明中，利用水与异丙醇或丁醇混合溶剂的方法纯化聚芳醚类材料。异丙醇和正丁醇的引入，有效地降低了水的表面能，增加了水进入和离开蜂窝状聚芳醚材料的能力。较高的温度下，使聚合物分子链具有更高的运动能力，便于金属离子的扩散与脱附。同时处理完成后，减压真空干燥即可除去残留的水与正丁醇，减少了后处理时间，降低成本。
【IPC分类】C08G75/23, C08G65/46
【公开号】CN105001415
【申请号】CN201510377794
【发明人】王贵宾, 王琴红, 岳喜贵, 张淑玲
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月1日