一种含有酰亚胺侧基的聚芳醚材料及其制备方法_2

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的混合物,通 过控制变压器的示数将体系升温至160°C,仔细观察温度计示数和三颈烧瓶中体系的粘度, 当体系粘度已经很高,应该及时补加反应溶剂。最后,当体系粘度达到一定程度,向三颈瓶 中最后补加少量溶剂,再搅拌稍许时间,停止加热,待反应体系温度降到l〇〇°C时,将得到的 聚合物溶液倾倒入事先准备好的去离子水中,边倾倒边搅拌,得丝状聚合物。用组织粉碎机 粉碎后,经蒸馏水和无水乙醇分别煮5次后,至废液为无色;在80°C的真空烘箱中干燥12 小时,最后得到棕色固体颗粒,命名为Am-Flu-PEEK-80。
[0061] 实施例12 :制备含酰亚胺侧基的聚芳醚
[0062]在装有电动搅拌装置,氮气保护装置和冷凝管的三口瓶中,加入lg Am-6FDA-PES-20和1OmL二甲基乙酰胺(DMAc),在室温下搅拌至聚合物完全溶解;加入 0. 1162g4-溴-1,8-萘二甲酸酐继续搅拌8小时;加入0. 3mL乙酸酐和吡啶混合溶液(乙 酸酐和吡啶体积比例1 :1),在80°C油浴中加热并继续搅拌10小时;将反应物倒入乙醇中, 得到大量沉淀;过滤后用纯净水洗涤5次,并用乙醇抽提,将产物于80°C真空干燥12小时, 得含酰亚胺侧链的聚醚砜聚合物6FDA-PES-20-Br。
[0063] 实施例13:制备含酰亚胺侧基的聚芳醚
[0064]选取等质量Am-6FDA-PES-60 代替Am-6FDA-PES-20,改变 4-溴-1,8-萘二甲酸酐 为0. 2451g,重复实施例12操作,得含酰亚胺侧链的聚醚砜聚合物6FDA-PES-60-Br。
[0065] 实施例14:制备含酰亚胺侧基的聚芳醚
[0066] 在装有电动搅拌装置,氮气保护装置和冷凝管的三口瓶中,加入lg Am-6FDA-PES-20和1OmL二甲基乙酰胺(DMAc),在室温下搅拌至聚合物完全溶解;加入 0. 07658g4-氯代苯酐继续搅拌8小时;加入0. 3ml乙酸酐和吡啶混合溶液(乙酸酐和吡 啶体积比例1 :1),在80°C油浴中加热并继续搅拌8小时;将反应物倒入乙醇中,得到大量 沉淀;过滤后用纯净水洗涤5次,并用乙醇抽提,将产物于80°C真空干燥,得含酰亚胺侧链 的聚醚砜聚合物6FDA-PES-20-C1。
[0067] 实施例15 :制备含酰亚胺侧基的聚芳醚
[0068]选取等质量Am-6FDA-PES-60 代替Am-6FDA-PES-20,改变 4-氯代苯酐为 0. 1615g, 重复实施例14操作,得含酰亚胺侧链的聚醚砜聚合物6FDA-PES-60-C1。
[0069] 实施例16:制备含酰亚胺侧基的聚芳醚
[0070] 在装有电动搅拌装置,氮气保护装置和冷凝管的三口瓶中,加入lg Am-6FDA-PES-20和1OmL二甲基乙酰胺(DMAc),在室温下搅拌至聚合物完全溶解;加入 0. 1041g4-苯基乙炔基邻苯二甲酸酐(PEPA)继续搅拌8小时;加入0. 3mL乙酸酐和吡啶 混合溶液(乙酸酐和吡啶体积比例1 :1),在80°C油浴中加热并继续搅拌;将反应物倒入乙 醇中,得到大量沉淀;过滤后用纯净水洗涤5次,并用乙醇抽提,将产物于80°C真空干燥,得 含酰亚胺侧链的聚醚砜聚合物6FDA-PES-20-PEPA。
[0071] 实施例17:制备含酰亚胺侧基的聚芳醚
[0072]选取等质量Am-6FDA-PES-60代替Am-6FDA-PES-20,改变4-苯基乙炔基邻苯 二甲酸酐(PEPA)为0. 2196g,重复实施例16操作,得含酰亚胺侧链的聚醚砜聚合物 6FDA-PES-60-PEPA。
[0073] 实施例18 :制备含酰亚胺侧基的聚芳醚
[0074] 称取lg聚合物于样品瓶中,加入二甲基亚砜(DMS0)试剂,常温下利用搅拌子进行 搅拌来加快溶解。待聚合物完全溶解后,加入〇. 31g邻苯二甲酸酐,搅拌12小时。12小时 后,在此溶液中加入3mL乙酸酐和吡啶(二者体积比为1:1)的混合溶液,80°C加热搅拌8 小时,然后出料在乙醇当中,过滤得固体。用乙醇进行抽提24小时。最后,在60°C下真空烘 干 24 小时,得Flu-PEEK-80-Im。
[0075] 对比例19 :不含氨基聚芳醚的热失重测试
[0076] 取3. 5mg对比例2中的聚芳醚样品,利用NetzchSta449c热失重测试仪进行热失 重测试(TGA),在氮气保护下,先在100°C恒温处理20分钟,再以每分钟10°C的升温速率从 100°C升温至800°C,得到TGA曲线。聚合物的5%热失重和10%热失重温度分别在512°C 和 525。。。
[0077] 实施例20:含氨基聚芳醚的热失重测试
[0078] 取4. 4mg实施例3中的含氨基侧基聚芳醚样品,利用NetzchSta449c热失重测 试仪进行热失重测试(TGA),在氮气保护下,先在100°C恒温处理20分钟,再以每分钟10°C 的升温速率从100°(:升温至800°(:,得到164曲线。聚合物的5%热失重和10%热失重温度 分别在500°C和518°C。
[0079] 实施例21 :含氨基聚芳醚的热失重测试
[0080] 取4. 6mg实施例4的含含氨基侧基聚芳醚样品,利用NetzchSta449c热失重测 试仪进行热失重测试(TGA),在氮气保护下,先在100°C恒温处理20分钟,再以每分钟10°C 的升温速率从100°(:升温至800°(:,得到164曲线。聚合物的5%热失重和10%热失重温度 分别在468°C和495°C。
[0081] 实施例22:含氨基聚芳醚的热失重测试
[0082] 取3. 8mg实施例5的含氨基侧基聚芳醚样品,利用NetzchSta449c热失重测试 仪进行热失重测试(TGA),在氮气保护下,先在100°C恒温处理20分钟,再以每分钟10°C的 升温速率从100°(:升温至800°(:,得到164曲线。聚合物的5%热失重和10%热失重温度分 别在 463°C和 490°C。
[0083] 实施例23:含酰亚胺侧基聚芳醚的热失重测试
[0084] 取4. 2mg实施例14聚醚砜接枝样品6FDA-PES-20-C1,利用NetzchSta449c热失 重测试仪进行热失重测试(TGA),在氮气保护下,先在100°C恒温处理20分钟,再以每分钟 10°(:的升温速率从100°(:升温至800°(:,得到164曲线。聚合物的5%热失重和10%热失重 温度分别530°C和548°C。
[0085] 实施例24:含酰亚胺侧基聚芳醚的热失重测试
[0086] 取4. 9mg实施例15聚醚砜接枝样品6FDA-PES-60-C1,利用NetzchSta449c热失 重测试仪进行热失重测试(TGA),在氮气保护下,先在100°C恒温处理20分钟,再以每分钟 10°(:的升温速率从100°(:升温至800°(:,得到164曲线。聚合物的5%热失重和10%热失重 温度分别537°C和554°C。
[0087] 实施例25:含酰亚胺侧基聚芳醚的热失重测试
[0088]取 4. 3mg实施例 16 聚醚砜接枝样品 6FDA-PES-20-PEPA,利用NetzchSta449c热 失重测试仪进行热失重测试(TGA),在氮气保护下,先在100°C恒温处理20分钟,再以每分 钟10°(:的升温速率从100°(:升温至800°(:,得到了64曲线。聚合物的5%热失重和10%热失 重温度分别512°C和534°C。
[0089] 实施例26 :含酰亚胺侧基聚芳醚的热失重测试
[0090]取 3. 6mg实施例 17 聚醚砜接枝样品 6FDA-PES-60-PEPA,利用NetzchSta449c热 失重测试仪进行热失重测试(TGA),在氮气保护下,先在100°C恒温处理20分钟,再以每分 钟10°(:的升温速率从100°(:升温至800°(:,得到了64曲线。聚合物的5%热失重和10%热失 重温度分别521°C和543°C。
[0091] 实施例27:含氨基聚芳醚的热失重测试
[0092]取4. 3mg实施例11含氨基聚芳醚样品Am-Flu-PEEK-80,利用NetzchSta449c热 失重测试仪进行热失重测试(TGA),在氮气保护下,先在100°C恒温处理20分钟,再以每分 钟10°(:的升温速率从100°(:升温至800°(:,得到了64曲线。聚合物的5%热失重和10%热失 重温度分别509 °C和553 °C。
[0093] 实施例28 :含酰亚胺侧基聚芳醚的热失重测试
[0094] 取3. 7mg实施例18聚芳醚接枝样品Flu-PEEK-80-Im,利用NetzchSta449c热失 重测试仪进行热失重测试(TGA),在氮气保护下,先在100°C恒温处理20分钟,再以每分钟 10°(:的升温速率从100°(:升温至800°(:,得到164曲线。聚合物的5%热失重和10%热失重 温度分别591°C和613°C。
[0095] 根据以上结果可知,本发明提供了一种利用含氨基双酚聚合而成的不同比例的聚 芳醚及其制备方法,并利用不同比例的含氨基双酚单体的聚芳醚与酸酐进行反应,制备出 一系列的高性能的含有酰亚胺侧基的聚芳醚材料。
【主权项】
1. 一种含有酰亚胺侧基的聚芳醚材料,其结构式如下所示:其中,0〈n〈l,(IOOXn) %表;^该基团在聚合物链段中的百分含量;2. 权利要求1所述的含有酰亚胺侧基的聚芳醚材料的制备方法,其步骤如下: (1) 在惰性气体保护下,在有机溶剂中加入含氨基侧基的聚芳醚,在室温下搅拌至聚芳 醚完全溶解,上述反应体系中,固液比Ig : 10~15mL ; (2) 向上述体系中加入酸酐,其与含氨基侧基的聚芳醚中氨基官能团的摩尔比为1 : 1~1.5,然后搅拌8~10小时; ⑶按每〇. Imol酸酐加入14~15mL混合溶液的比例,向上述体系中加入乙酸酐和吡 啶的混合溶液,乙酸酐和吡啶的体积比为1 :1,然后80~120°C油浴中加热并继续搅拌8~ 10小时; (4)最后将所得反应物倒入水、乙醇或甲醇中,将得到的沉淀过滤后用纯净水洗涤,并 用乙醇或甲醇抽提,再将产物于60~80°C下真空干燥,从而得到含有酰亚胺侧基的聚芳 醚。3. 如权利要求2所述的含有酰亚胺侧基的聚芳醚材料的制备方法,其特征在于:有机 溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或N-甲基吡咯烷酮。4. 如权利要求2所述的含有酰亚胺侧基的聚芳醚材料的制备方法,其特征在于:含氨 基侧基的聚芳醚的结构式如下所示,其中,0〈n〈l,(IOOXn) %表不该基团在聚合物链段中的百分含量;5.如权利要求2所述的含有酰亚胺侧基的聚芳醚材料的制备方法,其特征在于: 酸酐的结构式如下所示,
【专利摘要】一种含有酰亚胺侧基的聚芳醚材料及其制备方法,属于高分子材料及其合成技术领域。本发明所述的含有酰亚胺侧基的聚芳醚材料,是将含氨基侧基的聚芳醚与单酐进行接枝,并进行亚胺化,最终制得含有酰亚胺侧基的聚芳醚,为无规共聚物。本发明利用含氨基双酚聚合而成的不同比例的聚芳醚与酸酐进行反应,制备出一系列的高性能的含有酰亚胺侧基的聚芳醚材料。
【IPC分类】C08G65/40, C08G75/23, C08G65/48
【公开号】CN105348512
【申请号】CN201510754820
【发明人】刘佰军, 刘振超, 于云武, 李博雅
【申请人】吉林大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月9日
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