专利名称：一种水溶性磺化聚酰胺及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高分子化合物，即磺化聚酰胺及其制备方法，制得的磺化聚酰胺是一种新型的水溶性磺化芳香聚酰胺，该水溶性磺化聚酰胺在质子交换膜、蒸发渗透膜、水凝胶等领域有着潜在的应用。
背景技术：
近年来，磺化聚合物由于其在高分子电解质燃料电池、蒸发渗透膜、水凝胶等领域中的应用前景而倍受关注。通常磺化聚合物可以通过两种途径得到一是将聚合物直接用磺化剂进行磺化，这种方法虽然操作简单，但容易造成磺化度低以及聚合物链的降解，而且聚合物的磺化度不容易控制，因而所得到的磺化聚合物机械性能差；二是将磺化单体在一定条件下聚合，这种方法相对比较复杂，但可以通过选择单体来控制磺化度，并得到具有高分子量的聚合物。磺化二羧酸和磺化二胺是合成磺化聚酰胺的基本原料，通过设计不同结构的磺化二羧酸及磺化二胺可以得到综合性能符合实用要求的磺化聚酰胺。经过对现有技术的检索发现，文献Journal of Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry 1989，27 (11)，3745-3757报道了一种磺化聚酰胺，是以对苯二甲酰氯和2，5- 二氨基苯磺酸为原料，通过低温聚合法制备得到。磺化聚酰胺的报道很少，难以满足日益增长的应用要求。其中，用直接缩聚法制备得到的磺化聚酰胺更为少见，所以，需要不断深入研究，开发新的磺化聚酰胺制备方法，合成新型磺化聚酰胺，以适应各种实际应用需求。
发明内容
本发明的目的在于针对某些领域的特殊要求，提供一种新型磺化芳香聚酰胺及其制备方法，更重要的，所提供的是一种水溶性磺化芳香聚酰胺及其制备方法，工艺简单，成本低廉，所制备的磺化聚酰胺除了具备一般聚酰胺的性能之外，比如优异的力学性能，耐热性能等，还有其自身特殊的性质，即较高的磺化度及水溶性，这就使得该磺化聚酰胺有着优良的综合性能，使其可以在一般领域及一些有着特殊要求的领域中有着潜在的应用。为实现这一目的，本发明从分子结构设计和实际应用角度出发，以一种磺化芳香二羧酸及磺化二胺为单体原料，通过直接缩聚反应，也就是Yamazaki-Higashi亚磷酸化反应，合成得到了磺化芳香聚酰胺。具体发明内容如下
一种水溶性磺化聚酰胺，具有如下结构式
权利要求
1. 一种水溶性磺化聚酰胺，其特征在于，具有如下结构式
2.权利要求1所述的水溶性磺化聚酰胺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤(1)在惰性气体保护下，将无机盐加入反应器中，然后加入有机溶剂搅拌均勻，20 120 °C下充分溶解；(2)将上述反应液降至0 30°C后，将1，4-二(4-羧基苯氧基)苯-2-磺酸钠、4，4’-二氨基二苯醚_2，2，- 二磺酸、亚磷酸三苯酯及三乙胺按照摩尔比为1 :1 :2 2. 5 :3 4加到上述溶液中进行聚合反应；(3)反应完毕后，反应液倾倒至沉淀剂中，得到的沉淀物洗涤过滤，干燥，即为产物水溶性磺化聚酰胺。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述无机盐为氯化钙或氯化锂中的一种或其组合。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮与吡啶的组合。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的聚合反应是指1，4-二(4-羧基苯氧基)苯-2-磺酸钠，4，4’ - 二氨基二苯醚_2，2’ - 二磺酸的摩尔比为1 :1，反应体系的固含量为8 20 %，于20 120°C下聚合5 24小时。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述沉淀剂为甲醇或丙酮。
全文摘要
本发明公开了水溶性磺化芳香聚酰胺及其制备方法，以1,4-二(4-羧基苯氧基)苯-2-磺酸钠，4,4’-二氨基二苯醚-2,2’-二磺酸为原料，通过Yamazaki-Higashi亚磷酸化反应，制备得到水溶性磺化芳香聚酰胺具有如下结构式。R为—SO3Na和/或—SO3H。该磺化聚酰胺具有优异的综合性能，如在有机溶剂中良好的溶解性、较高的耐热性能、优异的力学性能，以及安全、健康、无毒无害、环境友好，可以满足一些领域对于材料的特殊要求，具有非常重要的应用前景。
文档编号C08G69/32GK102382300SQ20111030510
公开日2012年3月21日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者印杰, 姜学松, 徐宏杰, 赵晶 申请人:上海交通大学