本发明属于高分子材料制备领域,尤其涉及一种聚醚醚酮的制备方法。
背景技术:
聚醚醚酮是一种芳香线性高分子材料,具有耐高温、耐化学药品腐蚀等物理化学性能,在很多领域都有着广泛的用途。大多是以4,4’-二氟二苯甲酮和对苯二酚为原料,在大量碳酸钠的存在下进行溶液缩聚反应制得聚醚醚酮,反应温度往往超过320℃,且过量的碳酸盐不仅不利于反应,反应产生大量的二氧化碳也不利于环境。另外,若反应末端不加任何封端单体,那么聚醚醚酮则为氟封端或者酚端基,为了进一步提高材料的热稳定性,需要对其进行封端。
因此有必要设计一种聚醚醚酮的制备方法,以克服上述问题。
技术实现要素:
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷,提供了一种封端效果好、产品热稳定性好且纯度高的聚醚醚酮的制备方法。
本发明是这样实现的:
本发明公开了一种聚醚醚酮的制备方法,包括。该方法具体步骤如下:
步骤一:在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和通氮气管的反应釜中,通入氮气,然后加入溶剂搅拌并升温至140-160℃,并再加入对苯二酚、氢氧化钠和碳酸钾持续搅拌,待全部溶解后,加入4,4’-二氟二苯甲酮和带水剂,持续搅拌反应,将反应生成的水完全带出后,继续升温放出带水剂,再持续升温至220-260℃,反应2-4h;
步骤二:继续搅拌升温至300-310℃,加入3,4二氟二苯甲酮或3-氯-4-氟二苯甲酮,然后反应10-20min,得到聚合粘液;
步骤三:将聚合粘液迅速倒入去离子水中,并迅速搅拌得到聚醚醚酮粗品颗粒,过滤粉碎后包在脱脂滤纸包内,放入提取器的提取管内,加入热的甲醇,保持压力0.3-1Mpa范围,加热至沸腾,保持温度在100-150℃,30-40min后泄压放料,萃取液回流后再次加压萃取,重复抽提24-48h,然后用去离子水洗涤2-3次,最后真空干燥后得聚醚醚酮树脂。
进一步地,对苯二酚与成盐剂的摩尔比为1:2-3。
进一步地,溶剂为二苯砜或环丁砜。
进一步地,带水剂为甲苯或二甲苯。
进一步地,4,4’-二氟二苯甲酮与对苯二酚的摩尔比为1:1.01-1.1。
进一步地,3,4二氟二苯甲酮或3-氯-4-氟二苯甲酮占对苯二酚含量的0.1%-3%。
进一步地,4,4’-二氟二苯甲酮与对苯二酚的摩尔比为1.01-1.1:1。
进一步地,3,4二氟二苯甲酮或3-氯-4-氟二苯甲酮占4,4’-二氟二苯甲酮含量的0.1%-3%。
本发明具有如下有益效果:
本发明采用氢氧化钠和碳酸钾为成盐剂,代替传统的碳酸盐,缩短了反应时间,减少了二氧化碳的排放,采用分段加料的方式,反应温度更容易控制,有利于节能降耗,在聚合反应结束前加入封端剂进行封端,进一步提高聚醚醚酮的热稳定性,且产物经提取器提取后纯度更高。
具体实施方式
以下结合具体实施例来对本发明作进一步的描述。
本发明公开了一种聚醚醚酮的制备方法,包括如下步骤:
步骤一:在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和通氮气管的反应釜中,通入氮气,然后加入溶剂搅拌并升温至140-160℃,并再加入对苯二酚、氢氧化钠和碳酸钾持续搅拌,待全部溶解后,加入4,4’-二氟二苯甲酮和带水剂,持续搅拌反应,将反应生成的水完全带出后,继续升温放出带水剂,再持续升温至220-260℃,反应2-4h;
步骤二:继续搅拌升温至300-310℃,加入3,4二氟二苯甲酮或3-氯-4-氟二苯甲酮,然后反应10-20min,得到聚合粘液;
步骤三:将聚合粘液迅速倒入去离子水中,并迅速搅拌得到聚醚醚酮粗品颗粒,过滤粉碎后包在脱脂滤纸包内,放入提取器的提取管内,加入热的甲醇,保持压力0.3-1Mpa范围,加热至沸腾,保持温度在100-150℃,30-40min后泄压放料,萃取液回流后再次加压萃取,重复抽提24-48h,然后用去离子水洗涤2-3次,最后真空干燥后得聚醚醚酮树脂。
对苯二酚与成盐剂的摩尔比为1:2-3。
溶剂为二苯砜或环丁砜。
带水剂为甲苯或二甲苯。
4,4’-二氟二苯甲酮与对苯二酚的摩尔比为1:1.01-1.1。
3,4二氟二苯甲酮或3-氯-4-氟二苯甲酮占对苯二酚含量的0.1%-3%。
4,4’-二氟二苯甲酮与对苯二酚的摩尔比为1.01-1.1:1。
3,4二氟二苯甲酮或3-氯-4-氟二苯甲酮占4,4’-二氟二苯甲酮含量的0.1%-3%。
实施例1
在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和通氮气管的反应釜中,通入氮气,然后加入65.4g二苯砜搅拌并升温至140℃,并再加入11.2g对苯二酚、6.2g氢氧化钠和6.9g碳酸钾持续搅拌,待全部溶解后,加入21.8g4,4’-二氟二苯甲酮和150ml甲苯,持续搅拌反应,将反应生成的水完全带出后,继续升温放出甲苯,再持续升温至220℃,反应2.5h;继续搅拌升温至300℃,加入0.3g 3,4’二氟二苯甲酮,然后反应15min,得到聚合粘液;将聚合粘液迅速倒入去离子水中,并迅速搅拌得到聚醚醚酮粗品颗粒,过滤粉碎后包在脱脂滤纸包内,放入提取器的提取管内,加入热的甲醇,保持压力0.3Mpa范围,加热至沸腾,保持温度在140℃,40min后泄压放料,萃取液回流后再次加压萃取,重复抽提48h,然后用去离子水洗涤2次,最后真空干燥后得聚醚醚酮树脂,产率为89%。
实施例2
在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和通氮气管的反应釜中,通入氮气,然后加入36.0g环丁砜搅拌并升温至160℃,并再加入11.0g对苯二酚、6.0g氢氧化钠和13.8g碳酸钾>持续搅拌,待全部溶解后,加入24.0g 4,4’-二氟二苯甲酮和150ml二甲苯,持续搅拌反应,将反应生成的水完全带出后,继续升温放出二甲苯,再持续升温至240℃,反应3h;继续搅拌升温至310℃,加入0.25g 3-氯-4-氟二苯甲酮,然后反应20min,得到聚合粘液;将聚合粘液迅速倒入去离子水中,并迅速搅拌得到聚醚醚酮粗品颗粒,过滤粉碎后包在脱脂滤纸包内,放入提取器的提取管内,加入热的甲醇,保持压力0.8Mpa范围,加热至沸腾,保持温度在110℃,30min后泄压放料,萃取液回流后再次加压萃取,重复抽提24h,然后用去离子水洗涤3次,最后真空干燥后得聚醚醚酮树脂,产率为85%。
综上所述,本发明采用氢氧化钠和碳酸钾为成盐剂,代替传统的碳酸盐,缩短了反应时间,减少了二氧化碳的排放,采用分段加料的方式,反应温度更容易控制,有利于节能降耗,在聚合反应结束前加入封端剂进行封端,进一步提高聚醚醚酮的热稳定性,且产物经提取器提取后纯度更高。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述,但其只是作为范例,本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言,任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此,在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改,都应涵盖在本发明的范围内。