专利名称：聚芳硫醚腈酰亚胺共聚物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种聚芳硫醚腈酰亚胺共聚物及其制备方法。
背景技术：
聚硫醚酰亚胺是一种热塑性高分子材料，由于在刚性的聚酰亚胺主链中引入了柔性的硫醚单元，这类聚合物不仅具有良好的热稳定性、机械性能，还具有良好的溶解性和可熔融加工的特点，因此关于聚硫醚酰亚胺的研究有很多文献报道。美国专利US3989712， US4054584, US4092297, US4499285, US4625037，文献《由异构的硫醚二酐和氧醚二胺所合成的均聚和共聚酰亚胺的气体透过性能》(Journal of AppliedPolymer Science 1997， 63，1821-18 )与《由异构的二苯硫醚二酐所合成的聚酰亚胺》(Journal of Polymer Science =Part A :Polymer Chemistry，2006，44，959-967)都曾报道了聚硫醚酰亚胺的制备。然而，上述文献都是先合成硫醚二酐，如公开号为CN17M528A的中国专利中公开了一种用于制备聚酰亚胺原料硫醚二酐的方法，然后和各种二胺聚合制备聚硫醚酰亚胺，反应步骤较为繁琐。公开号为CN101531758A的中国专利申请中公开了一种在上述聚硫醚酰亚胺的合成方法基础上进行改进的方法，用双取代酞酰亚胺和硫磺直接聚合的办法，得到了成本较低并且综合性能优异的聚硫醚酰亚胺。尽管聚硫醚酰亚胺具有诸多优点，但其耐热性能和加工性能还需进一步改进，成本还需进一步降低。选择一种合适的共聚单体进行共聚是得到性能可调聚合物的一种方法。欧洲专利EP0292279和文献《可以用作高温层压树脂的带有氰基侧基的聚芳硫醚》 (Journal of PolymerScience :Polymer Chemistry Edition，1974，12，1301-1311)与《聚苯硫醚的结构改性》(高分子材料科学与工程，1992，1,7-15)报道了通过在聚苯硫醚结构中引入氰基侧基来改善聚苯硫醚耐热性，使其玻璃化转变温度、熔融温度和分解温度大大提高。可见，将强极性的基团氰基引入聚合物侧链中可以使聚合物保持较好的热稳定性和力学性能。
发明内容
本发明提供了一种具有较高分子量和良好综合性能的聚芳硫醚腈酰亚胺共聚物。本发明还提供了一种聚芳硫醚腈酰亚胺共聚物的制备方法。一种聚芳硫醚腈酰亚胺共聚物，其结构通式如式I :
权利要求
1. 一种聚芳硫醚腈酰亚胺共聚物，其结构通式如式I
2.根据权利要求1所述的聚芳硫醚腈酰亚胺共聚物，其特征在于，所述的A选自
3.根据权利要求1或2所述的聚芳硫醚腈酰亚胺共聚物的制备方法，其特征在于，包括步骤采用式II所示结构的双取代酞酰亚胺与硫磺和二卤苯腈在还原剂、催化剂和反应助剂存在下进行共聚反应，制备聚芳硫醚腈酰亚胺共聚物；
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的二卤苯腈与双取代酞酰亚胺的物质的量之比为0. 1 99. 9 0. 1 99. 9 ；所述的硫磺的物质的量与双取代酞酰亚胺和二卤苯腈总物质的量之比为0. 90 1. 30 1 ；所述的共聚反应温度为60°C 260°C。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的二卤苯腈的结构通式如式式III中，D与D'相同或不同，D与D'各自独立的选自氟原子、氯原子或者溴原子中的一种，且D与D ‘取代位置各自独立在2-位、3-位、4-位、5-位或者6-位。
6.根据权利要求3或5所述的制备方法，其特征在于，所述的二卤苯腈选自2，6-二氯苯腈、2，6- 二氟苯腈、2，6- 二溴苯腈、2-氯-6溴苯腈、2，4- 二氯苯腈、3，5- 二氯苯腈、2， 5- 二氟苯腈、2，4- 二氟苯腈、2，4- 二溴苯腈、2-氯-4-溴苯腈中的一种或多种。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的还原剂选自甲酸盐、草酸盐、 醛、胼、羟胺、金属单质、还原性盐、氢化物、氨气、氢气中的至少一种；所述的反应助剂或催化剂选自碳酸盐、碳酸氢盐、磷酸盐、磷酸氢盐、氢氧化碱、卤化物、相转移催化剂中的至少一种。
8.根据权利要求3或7所述的制备方法，其特征在于，所述的共聚反应在苯类溶剂中或者在苯类溶剂与极性非质子溶剂的混合溶剂中或者在极性非质子溶剂中进行；所述的极性非质子溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六甲基磷酰三胺、二苯砜或环丁砜中的一种或多种。所述的苯类溶剂选自苯、甲苯、二甲苯或者氯苯中的一种或多种。
9.根据权利要求3或8所述的制备方法，其特征在于，所述的共聚反应在惰性气体的气氛中进行。
10.根据权利要求3或9所述的制备方法，其特征在于，所述的共聚反应在至少一种链封端剂存在下进行；所述的链封端剂为式IV所示结构的化合物
全文摘要
本发明公开了一种聚芳硫醚腈酰亚胺共聚物，其结构通式如式I，式I中，a和b分别代表聚合度，a与b的比例为0.1～99.9∶0.1～99.9；硫醚键在聚合物中酞酰亚胺结构单元上的3-位或4-位，以及苯腈结构单元上的2-位、3-位、4-位、5-位或者6-位；A为取代或未取代的脂肪烃基、取代或未取代的芳香基团中的一种。其制备方法，包括采用双取代酞酰亚胺和硫磺为原料，与二卤苯腈进行共聚反应，制备聚芳硫醚腈酰亚胺共聚物。该共聚物具有良好并且可以调节的热稳定性、较宽的加工窗口和优良的加工性能。
文档编号C08G73/10GK102206343SQ201010134969
公开日2011年10月5日 申请日期2010年3月30日 优先权日2010年3月30日
发明者严庆, 方省众, 朱光辉, 胡本林 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所