本發明專利技術涉及一類萘環在側鏈上和萘環主鏈上改性的含芴耐高溫聚芳醚結構及其合成方法。本發明專利技術通過常見的化工原料開發出一類成本低廉，合成方法簡單，玻璃化溫度高（１８０－３５０℃），熱穩定性好，產率達９０％以上的聚芳醚樹脂，該聚芳醚樹脂結構中的含芴二酚結構和含萘環二酚結構，是對現有聚芳醚樹脂結構的改性，該結構的聚芳醚樹脂具有耐高溫，耐磨性好，機械性能高，耐燃性好等突出優點，是一類性能優異的耐高溫，耐磨的材料。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一類萘環在側鏈上和萘環主鏈上改性的含芴耐高溫聚芳醚結構及其合成方法。
技術介紹
聚芳醚類樹脂玻璃化溫度高，熱穩定性好，是性能優良的耐熱特種工程塑料。除此以外，還兼具強度高、耐腐蝕、抗輻射、電性能優異、阻燃、可適合各種加工工藝等優異的綜合性能。因此，此類樹脂在國防軍工、航空航天、電子信息、能源、汽車、家電、醫療衛生等高新
中得到了廣泛應用。 目前商業化的聚芳醚類樹脂中，應用最廣泛的是英國Victrex公司的聚醚醚酮樹脂(Polyether Ether Ketone，簡稱PEEK)，PEEK樹脂是由4，4，-二氟二苯甲酮與對苯二酚在堿金屬碳酸鹽存在下，以二苯砜作溶劑進行縮合反應制得的一種新型半晶態芳香族熱塑性工程塑料。它屬耐高溫熱塑性塑料，具有較高的玻璃化轉變溫度(143℃)和熔點(334℃)，負載熱變型溫度高達316℃(30％玻璃纖維或碳纖維增強牌號)，可在250℃下長期使用，與其他耐高溫塑料如PI、PPS、PTFE、PPO等相比，使用溫度上限高出近50℃。但PEEK的生產技術一直被英國Victrex公司所壟斷，產品價格昂貴，且購買數量受限(防止我國用于軍事用途)。另外，PEEK的玻璃化轉變溫度只有143℃，使用溫度受到限制，不能滿足耐更高溫度環境的要求。 我國從“七·五”計劃開始，在國家科技攻關計劃和“863”計劃中分別設立專項基金進行獨立自主的研究開發，并于2003年底建成投產，從而使我國成為目前繼英國Victrex公司之后第二個能自主生產這種高性能塑料的國家，打破了Victrex公司長達20多年的獨家壟斷地位。另外，由于此項技術不僅擁有獨立自主的知識產權，而且實現了全部生產設備和原料的國產化，因此生產成本低，取得了顯著的經濟效益。但此類樹脂合成方法相對復雜，合成成本相對較高。
技術實現思路
本專利技術的目的在于通過常見的化工原料開發出一類成本低廉，合成方法簡單，玻璃化溫度高，熱穩定性好的聚芳醚樹脂。 本專利技術實現專利技術目的采用的技術方案是 一種萘環改性的含芴聚芳醚，其基本通式是 其中A為含芴二酚結構 B為含萘環二酚結構 Z為二苯酮或二苯砜結構 x、y為任意正整數。 該聚芳醚樹脂結構中的含芴二酚結構和含萘環二酚結構，是對現有聚芳醚樹脂結構的改性，該結構的聚芳醚樹脂具有耐高溫，耐磨性好，機械性能高，耐燃性好等突出優點，是一類性能優異的耐高溫，耐磨的材料。 一種用于合成上述的萘環改性的含芴聚芳醚的方法，其步驟是 a將總物質的量配比為1的含萘環二酚單體 或者 或二者的混合物，物質的量配比為1的含芴雙酚單體 物質的量配比為2的二氟二苯酮單體 和物質的量配比為3的無水碳酸鉀在極性非質子溶劑中混合，極性非質子溶劑的體積可以是含萘環二酚單體、含芴雙酚單體、二氟二苯醛單體和無水碳酸鉀總體積的2.0～3.5倍； b加入甲苯，在氮氣保護下升溫到135～145℃反應，蒸出其中的甲苯； c繼續升溫到160～180℃反應，得到萘環改性的含芴聚芳醚，即 或者是 a將總物質的量配比為1的含萘環二酚單體 或者 或二者的混合物，物質的量配比為1的含芴雙酚單體 物質的量配比為2的二氟二苯砜單體 和物質的量配比為3的無水碳酸鉀在極性非質子溶劑中混合，極性非質子溶劑的體積可以是含萘環二酚單體、含芴雙酚單體、二氟二苯砜單體和無水碳酸鉀總體積的2.0～3.5倍； b加入甲苯，在氮氣保護下升溫到135～145℃反應，蒸出其中的甲苯； c繼續升溫到160～180℃反應，得到萘環改性的含芴聚芳醚，即 該萘環改性的含芴聚芳醚的合成方法中 所述的極性非質子溶劑可以是N，N-二甲基亞砜(DMSO)，N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)或N，N-二甲基甲酰胺(DMF)或1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中的一種或幾種的混合物； 所述的甲苯按照每摩爾二氟二苯酮或二氟二苯砜單體5～10mL甲苯的量進行添加； 所述的b步驟中升溫的溫度最好是140℃，并攪拌反應3～4小時，c步驟中升溫的溫度最好是170℃，并反應6～20小時； 所述的含萘環二酚單體總摩爾數加含芴二酚單體的摩爾數之和等于二氟二苯酮或二氟二苯砜單體的摩爾數，含萘環二酚單體的加入量越多，玻璃化溫度越高。 本專利技術達到的有益效果是成本低廉，合成方法簡單，玻璃化溫度高(180-350℃)，熱穩定性好，聚合物的產率很高，通常在90％以上。其中主鏈含有萘環二酚結構 的聚芳醚樹脂，由于本身具有手性，且耐高溫耐溶劑，可作為固相手性分離試劑使用。 具體實施例方式 1含萘環二酚單體 的合成，反應式是 將14.64g(0.12mol)2，6-二甲基苯酚，6.24g(0.04mol)萘甲醛和20mL甲苯，加入一個100ml的三口燒瓶中，攪拌使其溶解后加入10mL 60％(0.094mol)的硫酸，1mL巰基丙酸；N2保護下升溫到50-55℃攪拌20小時，冷卻到室溫，沉出紅色的固體，過濾，用少量水洗滌兩次，用少量甲苯洗滌一次，干燥；先用石油醚和無水乙醇純化兩次，再用甲苯純化兩次，可以得到高純度的淺黃色的含萘環二酚單體 2含萘環二酚單體 的合成，反應式是 稱取14.4g(0.1mol)β-萘酚置于反應器中，加入20mL乙醇使β-萘酚完全溶解，保持乙醇適當過量，攪拌下緩慢加入事先配制好的三氯化鐵溶液，投料完畢后開始緩慢升溫至75℃左右，恒溫反應2h。反應結束后過濾，濾液回收乙醇后經堿處理達排放標準排放，所得濾餅加水煮沸0.5h，過濾得粗品。粗品加NaOH及水，加熱溶解后過濾，濾液加稀鹽酸調至PH＝2～3，過濾即得聯二萘酚產品?？紤]到粗產品中還有未反應完的β-萘酚，因此利用β-萘酚與聯萘酚在乙醇溶液中的溶解度變化差異來除去未反應完的β-萘酚。先用無水乙醇將粗產品溶解，再加入蒸餾水析出白色沉淀即為含萘環二酚單體 3萘環改性的含芴聚芳醚聚合物的合成，反應式如下 式(1) 式(2) 式(3) 式(4) 如式(1)和式(2)，向裝有分水器，冷凝管的25mL三口圓底燒瓶中加入含萘環二酚單體 或者 或二者的混合物(共1mmol)，含芴二酚單體(1mmol)，二氟二苯酮單體(0.254g×2，2.0mmol)，無水碳酸鉀(0.416，3.0mmol)，DMSO(4.0-8.0mL)和甲苯(10.0mL)。在氮氣保護下，反應混合物首先升溫到140-150℃，攪拌反應3-4h，通過共沸溶劑甲苯帶出反應產生的水，然后升溫到160-180℃，在此溫度繼續攪拌反應6-24h，冷卻到室溫。粘稠的混合物滴入蒸餾水中，聚合物沉出，過濾，用水和甲醇洗滌幾次，得到高分子量的萘環改性的含芴聚芳醚聚合物。如式(3)和式(4)，向裝有分水器，冷凝管的25mL三口本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種萘環改性的含芴聚芳醚，其特征是基本通式為： －（－Ａ－Ｚ－）↓［ｘ］－（－Ｂ－Ｚ－）↓［ｙ］－， 其中：Ａ為含芴二酚結構 ?。 。聻楹镰h二酚結構 ?。 。跒槎酵蚨巾拷Y構 ?。 。?、ｙ為任意正整數。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王雷，朱光明，高春梅，謝玲玲，
申請(專利權)人：深圳大學，
類型：發明
國別省市：94[中國|深圳]
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