CN111560106A - 一种聚醚醚酮及其制备方法 - Google Patents
一种聚醚醚酮及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111560106A CN111560106A CN202010537020.8A CN202010537020A CN111560106A CN 111560106 A CN111560106 A CN 111560106A CN 202010537020 A CN202010537020 A CN 202010537020A CN 111560106 A CN111560106 A CN 111560106A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bis
- polyetheretherketone
- trifluoromethyl
- water
- ketone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 title claims abstract description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- GEPIIFXFVZYRKS-UHFFFAOYSA-N 2-[3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl]benzene-1,4-diol Chemical compound OC1=CC=C(O)C(C=2C=C(C=C(C=2)C(F)(F)F)C(F)(F)F)=C1 GEPIIFXFVZYRKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- BLPKXLBFSPBPHU-UHFFFAOYSA-N 4-[2-(4-hydroxyphenyl)-1,3-dioxolan-2-yl]phenol Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1C1(C=2C=CC(O)=CC=2)OCCO1 BLPKXLBFSPBPHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 6
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 claims description 6
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 6
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 6
- LSQARZALBDFYQZ-UHFFFAOYSA-N 4,4'-difluorobenzophenone Chemical compound C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LSQARZALBDFYQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 4
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical group [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 claims description 4
- PZRQGGWYPVFVCJ-UHFFFAOYSA-N 4-(1,3-dioxolan-2-yl)phenol Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1C1OCCO1 PZRQGGWYPVFVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 2
- 125000001188 haloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 2
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Natural products CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 5
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 Polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000003571 electronic cigarette Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012761 high-performance material Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003944 tolyl group Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G8/00—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
- C08G8/02—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of ketones
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polyethers (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种聚醚醚酮及其制备方法。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一类聚醚醚酮及其制备方法。
背景技术
聚醚醚酮(PEEK)是一种线型芳香族半结晶型热塑性塑料，是20世纪70年代末研究开发成功的一种新型半晶态芳香族热塑性工程塑料，具有耐高温、耐溶剂、耐老化、耐水解以及极高的比强度、比模量等性能，特别是在高温高湿的恶劣环境中仍然能保持良好的综合性能，且在使用时变形量极小。上述优异的性能使聚醚醚酮成为继氟塑料以后最受欢迎的特种工程塑料。作为钢族、铝材、铜、钛、聚四氟乙烯(PTFE)以及其他高性能材料地替代品，PEEK已经广泛地应用于医学(如人工关节等)、汽车(包括航空)、电子信息、输送管道、日用品(如电子烟外壳)等领域。
聚醚醚酮在实际应用过程中存在的主要问题有：1、表面粘结性查，与填料界面结合力不强，热导性较差，容易造成热膨胀、热变形和热疲劳；2、耐磨性能不能满足工程的需求，如支架材料、密封圈、阀门等；3、玻化温度相对较低，在某些领域使用受到限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构新颖的聚醚醚酮，通过在聚醚醚酮中因引入2,2-双(4-羟基苯基)-1,3-二氧戊环，可提高玻化温度，同时保证其耐热性，给聚醚醚酮研究提供新的思路。
本发明提供了一类聚醚醚酮，其特征在于，结构式为
其中，
R1、R2分别独立选自H、C1-6烷基和C1-6卤代烷基；
m＝0.3～0.6；
n＝0.3～0.6；
m+n＝1。
本发明的一些方案中，上述R1选自H、甲基、乙基、异丙基和三氟甲基。
本发明的一些方案中，上述R2选自H、甲基、乙基、异丙基和三氟甲基。
本发明的一些方案中，上述，R1、R2分别独立选自H、甲基、乙基、正丙基或异丙基。
本发明的一些方案中，上述聚醚醚酮，其特征在于，其结构式为
其中，
m＝0.4，n＝0.6；
或，m＝0.5，n＝0.5。
本发明的一些方案中，上述聚醚醚酮的制备方法，其特征在于，其反应步骤如下，
步骤1：将4,4’-二氟二苯酮、2,2-双(4-羟基苯基)-1,3-二氧戊环、3',5'-双(三氟甲基)-[1,1'-联苯]-2,5-二醇和催化剂加入到反应瓶中，加入溶剂和带水剂，在氮气保护条件下加热回流除水；
步骤2：除去步骤1中产生的水，蒸除带水剂，继续加热进行聚合反应；
步骤3：聚合反应结束后，将反应液倒入去离子水中，将所得固体磨碎，并用去离子水煮沸洗涤3～5次；
步骤4：将步骤3所得产品真空干燥，得目标产品聚醚醚酮。
本发明的一些方案中，上述2,2-双(4-羟基苯基)-1,3-二氧戊环与3',5'-双(三氟甲基)-[1,1'-联苯]-2,5-二醇的摩尔比为1:1～1:1.5。
本发明的一些方案中，上述4,4’-二氟二苯酮与2,2-双(4-羟基苯基)-1,3-二氧戊环和3',5'-双(三氟甲基)-[1,1'-联苯]-2,5-二醇摩尔数之和的摩尔比为1:1。
本发明的一些方案中，上述催化剂选自碳酸钾或碳酸钠。
本发明的一些方案中，上述溶剂选自环丁砜、N-甲基吡咯烷酮或N,N-二甲基甲酰胺。
本发明的一些方案中，上述带水剂选自甲苯。
本发明的一些方案中，上述带水剂与有机溶剂的质量比为1～2:10。
本发明的一些方案中，上述步骤2中聚合反应温度为200～220℃。
本发明有益效果：
本发明提供了一类全新结构的聚醚醚酮，其制备方法简单，玻化温度可以提高至240℃以上，具有很大潜在工业应用价值
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1
将4,4’-二氟二苯酮(100mmol)、2,2-双(4-羟基苯基)-1,3-二氧戊环(50mmol)、3',5'-双(三氟甲基)-[1,1'-联苯]-2,5-二醇(60mmol)和碳酸钠(0.5mmol)加入到反应瓶中，加入环丁砜(1000mL)和甲苯(100ml)，在氮气保护条件下加热回，并使用分水器分离反应产生的水。除水完毕后，蒸除反应体系中的二甲苯。将反应体系加热至210℃，继续搅拌反应5小时。反应结束后，在搅拌条件下，将反应液倒入去离子水(5000mL)中，过滤拿出析出固体，将上述固体磨碎，用去离子水(1000mL)煮沸洗涤5次。真空干燥后得目标聚醚醚酮1。
特性粘度：0.63dl/g
玻化温度：247℃
重复实施例1的操作，将2,2-双(4-羟基苯基)-1,3-二氧戊环投料量改为40mmol、3',5'-双(三氟甲基)-[1,1'-联苯]-2,5-二醇投料量改为60mmol，得聚醚醚酮2.
特性粘度：0.65dl/g
玻化温度：241℃
Claims (10)
1.一类聚醚醚酮，其特征在于，结构式为
其中，
R1、R2分别独立选自H、C1-6烷基和C1-6卤代烷基；
m＝0.3～0.6；
n＝0.3～0.6；
m+n＝1。
2.根据权利要求1所述的聚醚醚酮，其特征在于，R1选自H、甲基、乙基、异丙基和三氟甲基。
3.根据权利要求2所述的聚醚醚酮，其特征在于，R2选自H、甲基、乙基、异丙基和三氟甲基。
4.根据权利要求3所述的聚醚醚酮，其特征在于，R1、R2分别独立选自H、甲基、乙基、正丙基或异丙基。
5.根据权利要求1所述的聚醚醚酮，其特征在于，其结构式为
其中，
m＝0.4，n＝0.6；
或m＝0.5，n＝0.5。
6.根据权利要求1～5任意一项所述聚醚醚酮的制备方法，其特征在于，其反应步骤如下，
步骤1：将4,4’-二氟二苯酮、2,2-双(4-羟基苯基)-1,3-二氧戊环、3',5'-双(三氟甲基)-[1,1'-联苯]-2,5-二醇和催化剂加入到反应瓶中，加入溶剂和带水剂，在氮气保护条件下加热回流除水；
步骤2：除去步骤1中产生的水，蒸除带水剂，继续加热进行聚合反应；
步骤3：聚合反应结束后，将反应液倒入去离子水中，将所得固体磨碎，并用去离子水煮沸洗涤3～5次；
步骤4：将步骤3所得产品真空干燥，得目标产品聚醚醚酮。
7.根据权利要求6所述聚醚醚酮的制备方法，其特征在于，所述2,2-双(4-羟基苯基)-1,3-二氧戊环与3',5'-双(三氟甲基)-[1,1'-联苯]-2,5-二醇的摩尔比为1:1～1:1.5；
所述4,4’-二氟二苯酮与2,2-双(4-羟基苯基)-1,3-二氧戊环和3',5'-双(三氟甲基)-[1,1'-联苯]-2,5-二醇摩尔数之和的摩尔比为1:1。
8.根据权利要求6所述聚醚醚酮的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自碳酸钾或碳酸钠。
9.根据权利要求6所述聚醚醚酮的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自环丁砜、N-甲基吡咯烷酮或N,N-二甲基甲酰胺。
10.根据权利要求6所述聚醚醚酮的制备方法，其特征在于，所述步骤2中聚合反应温度为200～220℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010537020.8A CN111560106B (zh) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | 一种聚醚醚酮及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010537020.8A CN111560106B (zh) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | 一种聚醚醚酮及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111560106A true CN111560106A (zh) | 2020-08-21 |
| CN111560106B CN111560106B (zh) | 2023-05-23 |
Family
ID=72068700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010537020.8A Active CN111560106B (zh) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | 一种聚醚醚酮及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111560106B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111875791A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-11-03 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种聚芳醚酮树脂的制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0148633A2 (en) * | 1983-12-22 | 1985-07-17 | Amoco Corporation | Process for the preparation of polyaryletherketones |
| CN1359890A (zh) * | 2001-12-11 | 2002-07-24 | 吉林大学 | 3,5－二三氟甲基苯基－对苯二酚的合成 |
| JP2009040733A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Toray Ind Inc | ケタールビスフェノール類およびその製造方法 |
| CN101381455A (zh) * | 2008-10-08 | 2009-03-11 | 吉林大学 | 侧基磺酸型聚芳醚材料及其制备方法和用途 |
-
2020
- 2020-06-12 CN CN202010537020.8A patent/CN111560106B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0148633A2 (en) * | 1983-12-22 | 1985-07-17 | Amoco Corporation | Process for the preparation of polyaryletherketones |
| CN1359890A (zh) * | 2001-12-11 | 2002-07-24 | 吉林大学 | 3,5－二三氟甲基苯基－对苯二酚的合成 |
| JP2009040733A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Toray Ind Inc | ケタールビスフェノール類およびその製造方法 |
| CN101381455A (zh) * | 2008-10-08 | 2009-03-11 | 吉林大学 | 侧基磺酸型聚芳醚材料及其制备方法和用途 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111875791A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-11-03 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种聚芳醚酮树脂的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111560106B (zh) | 2023-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110628014B (zh) | 一种交联型聚芳醚腈耐高温介电薄膜的制备方法 | |
| CN105254528B (zh) | 含偶氮二胺单体的合成及其制备的聚酰亚胺 | |
| CN104497240A (zh) | 一种高流动性聚醚醚酮树脂的工业化合成方法及用途 | |
| CN113004521A (zh) | 一种聚砜及其制备方法 | |
| CN111560106B (zh) | 一种聚醚醚酮及其制备方法 | |
| CN114605640A (zh) | 一种高性能聚砜树脂及其制备方法和应用 | |
| CN104893246A (zh) | 一种石墨烯基超支化苝酰亚胺/环氧复合材料的制备方法 | |
| CN101891936B (zh) | 基于环氧树脂和膦腈纳米管的复合材料的制备方法 | |
| CN105778096B (zh) | 含苯并环丁烯基硅树脂的制造方法和应用 | |
| CN104910347B (zh) | 一种超支化联苯液晶接枝剑麻微晶的制备方法及其应用 | |
| CN104277216B (zh) | 一种磺化全氟环丁基聚芳醚聚合物及其制备方法和应用 | |
| CN101024681A (zh) | 一种含氟多官能环氧树脂的制备方法 | |
| CN108948299A (zh) | 一种双酚a甲醛酚醛树脂及其合成方法 | |
| CN108129640A (zh) | 一种耐高温阻燃环氧树脂固化剂及其制备方法 | |
| CN101381307B (zh) | 4-苯甲酸乙酯苯基对苯二酚及其制备方法和应用 | |
| CN103819308B (zh) | 一种可固化的聚间苯及其制备方法和应用 | |
| CN102558544A (zh) | 可溶可紫外交联聚芳醚腈及其制备方法 | |
| CN108129654A (zh) | 一种耐高温易溶阻燃型含氟聚芳醚腈树脂及其制备方法 | |
| CN107840931A (zh) | 一种含酰亚胺结构的主链型苯并噁嗪及其制备方法 | |
| CN107915819A (zh) | 一种具有炔丙基醚的热固性树脂及其制备方法 | |
| CN113402423A (zh) | 含派瑞林结构的邻苯二甲腈单体、邻苯二甲腈树脂及其制备方法 | |
| CN103013042B (zh) | 一种超材料介质基板及其加工方法 | |
| CN110452099A (zh) | 一种提高聚碳酸酯耐热性能的双酚类化合物及其制备方法 | |
| CN109096470B (zh) | 一种双三嗪环氧树脂固化剂及其合成方法 | |
| CN116041759B (zh) | 一种挠性覆铜板用高导热聚芳醚腈层间电介质薄膜及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |