CN113150265A - 一种聚芳醚酮超薄膜专用料及聚芳醚酮超薄膜的制备方法 - Google Patents

一种聚芳醚酮超薄膜专用料及聚芳醚酮超薄膜的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113150265A
CN113150265A CN202110521186.5A CN202110521186A CN113150265A CN 113150265 A CN113150265 A CN 113150265A CN 202110521186 A CN202110521186 A CN 202110521186A CN 113150265 A CN113150265 A CN 113150265A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyaryletherketone
temperature
ultrathin film
diphenyl sulfone
film
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
Application number
CN202110521186.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113150265B (zh
Inventor
庞金辉
李文英
姜振华
张海博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jilin University
Original Assignee
Jilin University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jilin University filed Critical Jilin University
Priority to CN202110521186.5A priority Critical patent/CN113150265B/zh
Publication of CN113150265A publication Critical patent/CN113150265A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113150265B publication Critical patent/CN113150265B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/34Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives
    • C08G65/38Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives derived from phenols
    • C08G65/40Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives derived from phenols from phenols (I) and other compounds (II), e.g. OH-Ar-OH + X-Ar-X, where X is halogen atom, i.e. leaving group
    • C08G65/4012Other compound (II) containing a ketone group, e.g. X-Ar-C(=O)-Ar-X for polyetherketones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2371/00Characterised by the use of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2371/08Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives
    • C08J2371/10Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives from phenols
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

一种聚芳醚酮(PAEK)超薄膜专用料及聚芳醚酮超薄膜的制备方法,属于高分子材料及其制备技术领域。本发明以4,4’‑二氟二苯甲酮、4,4’‑二氯二苯甲酮等芳香族二卤代单体,对苯二酚,联苯二酚,芳香族双酚单体为原料,通过亲核取代反应、过滤纯化技术制备得到聚芳醚酮超薄膜专用料,其结构式如下所示,X+Y+Z=1,且均不为0;再经熔融造粒、高温流延制备了聚芳醚酮超薄膜。此类超薄膜在声学振膜、薄膜电容器介电膜领域有广泛的应用前景。
Figure DDA0003064047520000011

Description

一种聚芳醚酮超薄膜专用料及聚芳醚酮超薄膜的制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料及其制备技术领域,具体涉及一种聚芳醚酮(PAEK)超薄膜专用料及聚芳醚酮超薄膜的制备方法。
背景技术
近年来芳香族聚芳醚酮膜作为高性能工程热塑性薄膜得到了广泛的应用。这类膜具有优良的机械性能、电绝缘性能、耐腐蚀及耐高温性能,在极端苛刻环境下具有出色的耐久性。同时聚芳醚酮为热塑性高分子材料,其膜材料也是制备复合材料的良好选材;基于聚芳醚酮膜的耐温特性、优异的声学特性,聚芳醚酮膜被认为是作为高端声学设备振膜的最佳材料之一。基于聚芳醚酮薄膜良好的应用前景,本发明从分子结构出发设计制备了耐高温、高韧性聚芳醚酮树脂,优化了材料配方,采用熔体流延的加工技术制备了高韧性聚芳醚酮超薄膜材料。此类膜材料在声学振膜、薄膜电容器领域有广泛的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚芳醚酮(PAEK)超薄膜专用料及聚芳醚酮超薄膜的制备方法。该聚芳醚酮以4,4’-二氟二苯甲酮、4,4’-二氯二苯甲酮等芳香族二卤代单体,对苯二酚,联苯二酚,芳香族双酚单体(结构式如(a)、(b)、(c)、(d)之一所示的化合物)为原料,通过亲核取代反应、过滤纯化技术制备得到聚芳醚酮超薄膜专用料;再经熔融造粒、高温流延制备了聚芳醚酮超薄膜。此类超薄膜在声学振膜、薄膜电容器介电膜领域有广泛的应用前景。
本发明所述的一种聚芳醚酮超薄膜专用料,其结构式如下所示:
Figure BDA0003064047500000011
X、Y、Z表示聚合物链中各个组分的摩尔比例,X+Y+Z=1,且均不为0;R通过“*”位置与O连接;R代表聚芳醚酮链结构中超刚性基团,为式(a)、(b)、(c)、(d)所示化合物中的一种,用来调控聚合物的结晶度和玻璃化转变温度。
本发明采用连续化过程制备聚芳醚酮聚合物超薄膜专用料,制备流程图如图1所示,所有反应釜内环境均为惰性气体保护(N2或Ar2)。
本发明所述的一种聚芳醚酮(PAEK)超薄膜专用料的制备方法,其步骤如下:
(1)将二苯砜(DPS)在惰性气体保护、搅拌下加热至140~280℃至溶解,得到二苯砜(DPS)溶剂;
(2)向芳香族二卤代单体中加入步骤(1)得到的二苯砜(DPS)溶剂,固含量为10%~40%,得到芳香族二卤代单体的二苯砜溶液;芳香族二卤代单体为4,4’-二氟二苯甲酮或4,4’-二氯二苯甲酮;
(3)将W mol对苯二酚、Mmol联苯二酚、Lmol芳香族双酚单体、10~13mol碳酸钠在惰性气体保护下加入到4.0~6.0L步骤(1)得到的二苯砜溶剂中,保持在140~280℃下搅拌0.5~2.0h,除去反应生成的水;其中,W+M+L=10,且均不为0;
(4)向步骤(3)得到的反应液中加入9.5~10.5mol步骤(2)得到的芳香族二卤代单体的二苯砜溶液,在搅拌下梯度升温至290~330℃,继续反应2~4h得到粘稠的聚合物溶液;
(5)将步骤(4)得到的反应液注入1.5~3.0L步骤(1)得到的二苯砜溶剂中,将温度降至270~290℃,然后向其中加入PEI(聚醚酰亚胺)聚合物0~400g,继续搅拌20~40min;最后将反应液趁热注入290~310℃、800~1200目的过滤器中抽滤除掉盐、凝胶和杂质,滤出液喷雾到320~340℃的减压罐中,减压回收二苯砜,得到的聚合物再经过沸腾丙酮萃取4~10遍,除掉残余的二苯砜,烘干后得到本发明所述的结构式如下所示的聚芳醚酮超薄膜专用料,其中,X=W/10,Y=M/10,Z=L/10;
Figure BDA0003064047500000021
本发明所述的反应式如下:
1)成盐反应
Figure BDA0003064047500000022
2)聚合反应
Figure BDA0003064047500000031
本发明所述的聚芳醚酮超薄膜的制备方法,其步骤如下:
1)单螺杆挤出机造粒
利用行星式混料机将100质量份的聚芳醚酮超薄膜专用料、0~1质量份的增韧剂(有机硅改性环氧树脂、PET白色颗粒增韧剂、高效增强抗裂塑料增韧剂、高效提高抗冲击颗粒增韧剂)、0~1份抗氧剂(Revonox 608、Sumilizer GA-80、耐高温抗氧剂923、耐高温抗氧剂DoverPhos S9228)混合0.5~1h,后经130~180℃烘干3~5h,利用单螺杆挤出机造粒(挤出温度360~400℃),得到聚芳醚酮粒料;
2)高温流延制备超薄聚芳醚酮薄膜
利用超薄聚芳醚酮薄膜高温流延制备超薄聚芳醚酮薄膜。将造粒后的聚芳醚酮粒料经加料漏斗加入到单螺杆挤出机中,经加料段(290~350℃)、压缩段(360~400℃)、匀化段(360~400℃)后经过滤网(≥1000目)和熔体泵(3~10cc/rev,出口压力4~6MPa)进入挤出模头(360~400℃),经模唇挤出后进入过渡区控温调节温度为220~300℃,再依次进入流延辊一、流延辊二和流延辊三,三个流延辊的拉伸比为1:1~1.2:1~1.2,调控辊速为0.5~15m/min,辊温为120~300℃,成型后经牵引、收卷得到聚芳醚酮超薄膜,其厚度为3~20μm,宽幅为20~50cm。
以上各个步骤均在10000级或更高洁净要求的无尘实验环境中进行。
附图说明
图1:本发明使用的聚芳醚酮聚合物连续化聚合物反应装置示意图;由反应釜1、反应釜2、反应釜3和分别置于其内的搅拌器、连接管路组成,在反应釜1的顶部安装有阀1、阀2、阀3、泵1、泵2,在反应釜1的底部安装有泵4;在反应釜2顶部安装有泵3和阀4;阀1用于将PEI加入到反应釜1中;泵1与阀2连接,通过连接管路将二苯砜(DPS)溶液从反应釜3加入到反应釜1中;泵2与阀3连接,通过连接管路将4,4'-二氟二苯甲酮的二苯砜溶液从反应釜2加入到反应釜1中;泵3与阀4连接,通过连接管路将二苯砜(DPS)溶液从反应釜3加入到反应釜2中;泵4将反应溶液注入到过滤器,进行后续的操作处理。
图2:本发明使用的超薄聚芳醚酮薄膜高温流延装置示意图;由单螺杆挤出机、3个流延辊(流延辊一、流延辊二和流延辊三)和过渡区控温部分组成;单螺杆挤出机前端设有加料漏斗,后端设有过滤网、熔体泵和带有模唇的挤出模头,单螺杆挤出机分为加料段、压缩段和匀化段三部分,最后经牵引、收卷后得到超薄聚芳醚酮薄膜。
图3:实施例1制备的聚芳醚酮超薄膜专用料的照片;图3(a)及图3(b)的尺寸分别为30um和15um,图中的立方体结构证明聚芳醚酮粒料的合成。
图4:实施例1~4制备的聚芳醚酮超薄膜专用料的红外光谱图(实施例1~4分别对应曲线1~4),1493cm-1为聚合物分子苯环上C=C骨架振动吸收峰;1653cm-1处为聚芳醚酮分子中C=O的伸缩振动峰;1240cm-1为聚芳醚酮分子中Ar-O-Ar(Ar为芳基)伸缩振动吸收峰;1010cm-1为聚芳醚酮分子中C-H面内弯曲振动吸收峰;843cm-1、760cm-1为聚芳醚酮分子中C-H面外弯曲振动吸收峰,进一步证明共聚得到的聚芳醚酮聚合物的成功制备。
图5:实施例9制备的聚芳醚酮超薄膜厚度测试结果数据表以及反射率干涉波曲线(图5(a))和膜厚曲线(图5(b));表中的1回、2回等代表干涉次数,Point、Range分别代表选取点数及膜厚波动范围(表的倒数第一列和第二列数值是膜厚最大值与最小值的差值,为0证明膜厚均匀),证明薄膜厚度的均匀性良好。倒数第三列是干涉多回之后厚度平均数。
图6:实施例8制备的聚芳醚酮超薄膜的横向(图6(a))和纵向(图6(b))动态热机械性能测试图;表明聚合物膜横纵向性能均一性较好,聚合物膜具有较高的使用温度。
图7:实施例9制备的聚芳醚酮超薄膜的横向(图7(a))和纵向(图7(b))的X射线衍射图;说明聚芳醚酮聚合物通过结构调控及加工调控,有效的控制了聚合物的结晶度。
图8:实施例8制备的聚芳醚酮超薄膜的拉伸试验图;从实验结果可知薄膜的拉伸强度在120MPa,断裂伸长率212%。说明薄膜具有优良的力学性能。
具体实施方式
实施例1
向图1的反应釜3中加入二苯砜(DPS),氩气保护下加热搅拌溶解,加热温度为220℃。
向反应釜2中加入4,4'-二氟二苯甲酮(10mol),然后开启阀门4利用计量泵3从反应釜3向反应釜2中加入220℃的二苯砜(DPS)溶剂(10.74L),得到4,4'-二氟二苯甲酮的二苯砜溶液。
向反应釜1中加入7mol对苯二酚、2.5mol联苯二酚和0.5mol双酚芴(单体a),12mol碳酸钠,氩气保护下开启阀门2利用计量泵1从反应釜3中加入5L、220℃的二苯砜溶液到反应釜1,保持在220℃下搅拌1h,除去反应生成的水,然后开启阀门3利用计量泵2从反应釜2中向反应釜1中加入220℃、10mol 4,4'-二氟二苯甲酮的二苯砜溶液,再搅拌下梯度升温(5℃/min)将反应釜1升温到310℃,继续反应3h得到粘稠的聚合物溶液。最后开启阀门2利用泵1从反应釜3中向反应釜1中注入2L、220℃的二苯砜溶液,将反应釜1的体系温度降至280℃,溶液变稀。再开启阀门1向反应釜1中加入PEI聚合物(200g)继续搅拌30min,然后利用泵4将反应釜1反应溶液趁热注入300℃、1000目的过滤器(防止因温度过低聚合物凝固)抽滤除掉盐后,滤出液经喷嘴雾状喷射到330℃的减压罐中,减压(真空度0.08MPa)回收二苯砜,得到聚合物经过沸腾丙酮萃取5遍,除掉残余的二苯砜烘干后得到聚芳醚酮超薄膜专用料。
实施例2
向图1的反应釜3中加入二苯砜(DPS),氩气保护下加热搅拌溶解,加热温度为220℃。
向反应釜2中加入4,4'-二氟二苯甲酮(10mol),然后开启阀门4利用计量泵3从反应釜3向反应釜2中加入220℃的二苯砜(DPS)溶剂(10.56L),得到4,4'-二氟二苯甲酮的二苯砜溶液。
反应釜1中加入7mol对苯二酚、2.8mol联苯二酚、0.2mol 4,4'-二羟基四苯基甲烷(单体b),12mol碳酸钠,氩气保护下开启阀门2利用计量泵1从反应釜3中加入5L、220℃的二苯砜溶液到反应釜1,保持在220℃下搅拌1h,除去反应生成的水,然后开启阀门3利用计量泵2从反应釜2中向反应釜1中加入220℃、10mol 4,4'-二氟二苯甲酮的二苯砜溶液后搅拌下梯度升温(5℃/min)将反应釜1到310℃,继续反应3h得到粘稠的聚合物溶液。最后开启阀门2利用泵1从反应釜3中向反应釜1中注入2L、220℃的二苯砜溶液,将反应釜1的体系温度降至280℃,溶液变稀。再开启阀门1向反应釜1中加入PEI聚合物(200g)继续搅拌30min。利用泵4将反应釜1反应溶液注入300℃、1000目的过滤器(防止因温度过低聚合物凝固)抽滤除掉盐后,滤出液经喷嘴雾状喷射到330℃的减压罐中,减压(真空度0.08MPa)回收二苯砜,得到聚合物经过沸腾丙酮萃取5遍,除掉残余的二苯砜烘干后得到聚芳醚酮超薄膜专用料。
实施例3
向图1的反应釜3中加入二苯砜(DPS),氩气保护下加热搅拌溶解,加热温度为220℃。
向反应釜2中加入4,4'-二氟二苯甲酮(10mol),然后开启阀门4利用计量泵3从反应釜3向反应釜2中加入220℃的二苯砜(DPS)溶剂(10.59L),得到4,4'-二氟二苯甲酮的二苯砜溶液。
反应釜1中加入7mol对苯二酚,2.9mol联苯二酚,0.1mol 1,2-二(羟苯基)-3,4,5,6-四苯基苯(单体c),12mol碳酸钠,氩气保护下开启阀门2利用计量泵1从反应釜3中加入5L、220℃的二苯砜溶液到反应釜1,保持在220℃下搅拌1h,除去反应生成的水,然后开启阀门3利用计量泵2从反应釜2中向反应釜1中加入220℃、10mol 4,4'-二氟二苯甲酮的二苯砜溶液后搅拌下梯度升温(5℃/min)将反应釜1到310℃,继续反应3h得到粘稠的聚合物溶液。最后开启阀门2利用泵1从反应釜3中向反应釜1中注入2L、220℃二苯砜溶液,将反应釜1的体系温度降至280℃,溶液变稀。再开启阀门1向反应釜1中加入PEI聚合物(200g)继续搅拌30min。利用泵4将反应釜1反应溶液注入300℃的1000目的过滤器(防止因温度过低聚合物凝固)抽滤除掉盐后,滤出液经喷嘴雾状喷射到330℃的减压罐中,减压(真空度0.08MPa)回收二苯砜,得到聚合物经过沸腾丙酮萃取5遍,除掉残余的二苯砜烘干后得到聚芳醚酮超薄膜专用料。
实施例4
向图1的反应釜3中加入二苯砜(DPS),氩气保护下加热搅拌溶解,加热温度为220℃。
向反应釜2中加入4,4'-二氟二苯甲酮(10mol),然后开启阀门4利用计量泵3从反应釜3向反应釜2中加入220℃的二苯砜(DPS)溶剂(10.59L),得到4,4'-二氟二苯甲酮的二苯砜溶液。
反应釜1中加入7mol对苯二酚,2.9mol联苯二酚,0.1mol 1,4-二(羟苯基)-2,3,5,6-四苯基苯(单体d),12mol碳酸钠,氩气保护下开启阀门2利用计量泵1从反应釜3中加入5L、220℃的二苯砜溶液到反应釜1,保持在220℃下搅拌1h搅拌下1h,除去反应生成的水,然后开启阀门3利用计量泵2从反应釜2中向反应釜1中加入220℃、10mol 4,4'-二氟二苯甲酮的二苯砜溶液后搅拌下梯度升温(5℃/min)将反应釜1到310℃,继续反应3h得到粘稠的聚合物溶液。最后开启阀门2利用泵1从反应釜3中向反应釜1中注入2L、220℃二苯砜溶液,将反应釜1的体系温度降至280℃,溶液变稀。再开启阀门1向反应釜1中加入PEI聚合物(200g)继续搅拌30min。利用泵4将反应釜1反应溶液注入300℃的1000目的过滤器(防止因温度过低聚合物凝固)抽滤除掉盐后,滤出液经喷嘴雾状喷射到330℃的减压罐中,减压(真空度0.08MPa)回收二苯砜,得到聚合物经过沸腾丙酮萃取5遍,除掉残余的二苯砜烘干后得到聚芳醚酮超薄膜专用料。
实施例5
利用行星式混料机向实施例1制备的100份(质量份)聚芳醚酮超薄膜专用料中加入1份的耐高温增韧剂(聚酰胺),1份抗氧剂(对苯二胺),混合30min后150℃下烘干3h,然后利用双螺杆挤出机混合造粒,挤出温度为380℃,得到聚芳醚酮超薄膜专用料粒料。
实施例6
实施例5制备的聚芳醚酮超薄膜专用料粒料150℃烘干5小时后,利用超薄聚芳醚酮薄膜高温流延制备超薄聚芳醚酮薄膜。挤出机的加料段控温320℃,压缩段控温380℃,匀化段控温380℃,熔体泵及过滤网控温380℃,挤出模头分15段调控、温度为380℃,模唇温度385℃,单螺杆挤出机压力控制20MPa,熔体泵出口压力5MPa,过滤网采用1800目不锈钢网。调控挤出模头和流延辊间距为10cm(流延辊一、流延辊二、流延辊三间的距离随意可调),过渡区控温装置温度300℃。流延辊一、流延辊二、流延辊三间的辊速比为1:1.02:1.05,第一流延辊线速度4m/min,成型后收卷制备得到的聚芳醚酮超薄膜的厚度为20微米,辊温220℃,薄膜幅宽30cm。经测试该薄膜的拉伸强度为124MPa,断裂伸长率为269%。
实施例7
实施例5制备的聚芳醚酮超薄膜专用料粒料150℃烘干5小时后,利用超薄聚芳醚酮薄膜高温流延制备超薄聚芳醚酮薄膜。挤出机的加料段控温为320℃,压缩段控温390℃,匀化段控温390℃,熔体泵及过滤网控温390℃,模头分15段调控、温度为390℃,模唇温度385℃,单螺杆挤出机压力控制20MPa,熔体泵出口压力5MPa,过滤网采用1800目不锈钢网。调控挤出模头和流延辊间距为10cm,过渡区控温装置温度220℃。三辊流延机的辊速比为1:1.02:1.05,第一流延辊线速度8m/min,成型后收卷制备得到的聚芳醚酮超薄膜的厚度为10微米,辊温220℃,薄膜幅宽30cm。经测试该薄膜的拉伸强度为138MPa,断裂伸长率为246%。
实施例8
实施例5制备的聚芳醚酮超薄膜专用料粒料150℃烘干5小时后,利用超薄聚芳醚酮薄膜高温流延制备超薄聚芳醚酮薄膜。挤出机的加料段控温为320℃,压缩段控温390℃,匀化段控温395℃,熔体泵及过滤网控温395℃,模头分15段调控、温度为395℃,模唇温度385℃,单螺杆挤出机压力控制20MPa,熔体泵出口压力5MPa,过滤网采用1800目不锈钢网。调控挤出模头和流延辊间距为10cm,过渡区控温装置温度220℃。三辊流延机的辊速比为1:1.02:1.05,第一流延辊线速度10m/min,成型后收卷制备得到的聚芳醚酮超薄膜的厚度为8微米,辊温220℃,薄膜幅宽30cm。经测试该薄膜的拉伸强度为120MPa,断裂伸长率为212%。
实施例9
实施例5制备的聚芳醚酮超薄膜专用料粒料150℃烘干5小时后,利用超薄聚芳醚酮薄膜高温流延制备超薄聚芳醚酮薄膜。挤出机的加料段控温为320℃,压缩段控温390℃,匀化段控温395℃,熔体泵及过滤网控温395℃,模头分15段调控、温度为395℃,模唇温度385℃,单螺杆挤出机压力控制20MPa,熔体泵出口压力5MPa,过滤网采用1800目不锈钢网。调控挤出模头和流延辊间距为10cm,过渡区控温装置温度220℃。三辊流延机的辊速比为1:1.02:1.05,第一流延辊线速度12m/min,成型后收卷制备得到的聚芳醚酮超薄膜的厚度为5.7微米,辊温220℃,薄膜幅宽30cm。经测试该薄膜的拉伸强度为136MPa,断裂伸长率为170%。
实施例10
实施例5制备的聚芳醚酮超薄膜专用料粒料150℃烘干5小时后,利用超薄聚芳醚酮薄膜高温流延制备超薄聚芳醚酮薄膜。挤出机的加料段控温为320℃,压缩段控温390℃,匀化段控温395℃,熔体泵及过滤网控温395℃,模头分15段调控、温度为395℃,模唇温度385℃,单螺杆挤出机压力控制20MPa,熔体泵出口压力5MPa,过滤网采用1800目不锈钢网。调控挤出模头和流延辊间距为10cm,过渡区控温装置温度220℃。三辊流延机的辊速比为1:1.02:1.05,第一流延辊线速度15m/min,成型后收卷制备得到的聚芳醚酮超薄膜的厚度为3微米,辊温220℃,薄膜幅宽30cm。经测试该薄膜的拉伸强度为90MPa,断裂伸长率为170%。

Claims (9)

1.一种聚芳醚酮超薄膜专用料,其结构式如下所示:
Figure FDA0003064047490000011
R:
Figure FDA0003064047490000012
X、Y、Z表示聚合物链中各个组分的摩尔比例,X+Y+Z=1,且均不为0;R通过“*”位置与O连接。
2.权利要求1所述的聚芳醚酮超薄膜专用料的制备方法,其步骤如下:
(1)将二苯砜在惰性气体保护、搅拌下加热至140~280℃至溶解,得到二苯砜溶剂;
(2)向芳香族二卤代单体中加入步骤(1)得到的二苯砜溶剂,固含量为10%~40%,得到芳香族二卤代单体的二苯砜溶液;
(3)将W mol对苯二酚、Mmol联苯二酚、Lmol芳香族双酚单体、10~13mol碳酸钠在惰性气体保护下加入到4.0~6.0L步骤(1)得到的二苯砜溶剂中,保持在140~280℃下搅拌0.5~2.0h,除去反应生成的水;其中,W+M+L=10,且均不为0;
(4)向步骤(3)得到的反应液中加入9.5~10.5mol步骤(2)得到的芳香族二卤代单体的二苯砜溶液,在搅拌下梯度升温至290~330℃,继续反应2~4h得到粘稠的聚合物溶液;
(5)将步骤(4)得到的反应液注入1.5~3.0L步骤(1)得到的二苯砜溶剂中,将温度降至270~290℃,然后向其中加入PEI聚合物0~400g继续搅拌20~40min;最后将反应液趁热注入290~310℃、800~1200目的过滤器中抽滤除掉盐、凝胶和杂质,滤出液喷雾到320~340℃的减压罐中,减压回收二苯砜,得到的聚合物再经过沸腾丙酮萃取4~10遍,除掉残余的二苯砜,烘干后得到聚芳醚酮超薄膜专用料,其中,X=W/10,Y=M/10,Z=L/10。
3.如权利要求2所述的聚芳醚酮超薄膜专用料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中所述的芳香族二卤代单体为4,4’-二氟二苯甲酮或4,4’-二氯二苯甲酮。
4.如权利要求2所述的聚芳醚酮超薄膜专用料的制备方法,其特征在于:步骤(3)中所述的芳香族双酚单体为结构式如(a)、(b)、(c)、(d)之一所示的化合物,
Figure FDA0003064047490000021
5.一种聚芳醚酮超薄膜的制备方法,其步骤如下:
1)单螺杆挤出机造粒
将100质量份的聚芳醚酮超薄膜专用料、0~1质量份的增韧剂、0~1份抗氧剂混合0.5~1h,后经130~180℃烘干3~5h,挤出造粒得到聚芳醚酮粒料;
2)高温流延制备超薄聚芳醚酮薄膜
将聚芳醚酮粒料经加料漏斗加入到单螺杆挤出机中,经加料段、压缩段、匀化段后经过滤网和熔体泵进入挤出模头,经模唇挤出后进入过渡区控温调节温度,再依次进入流延辊一、流延辊二和流延辊三,三个流延辊的拉伸比为1:1~1.2:1~1.2,调控辊速为0.5~15m/min,辊温为120~300℃,成型后经牵引、收卷得到聚芳醚酮超薄膜,其厚度为3~20μm,宽幅为20~50cm。
6.如权利要求5所述的聚芳醚酮超薄膜的制备方法,其特征在于:挤出造粒的温度为360~400℃。
7.如权利要求5所述的聚芳醚酮超薄膜的制备方法,其特征在于:增韧剂为有机硅改性环氧树脂、PET白色颗粒增韧剂、高效增强抗裂塑料增韧剂、高效提高抗冲击颗粒增韧剂,抗氧剂为Revonox 608、Sumilizer GA-80、耐高温抗氧剂923、耐高温抗氧剂DoverPhosS9228。
8.如权利要求5所述的聚芳醚酮超薄膜的制备方法,其特征在于:加料段的温度为290~350℃,压缩段的温度为360~400℃,匀化段的温度为360~400℃,过滤网≥1000目;熔体泵的转速为3~10cc/rev,出口压力4~6MPa;挤出模头的温度为360~400℃,过渡区控温调节温度为220~300℃。
9.如权利要求5所述的聚芳醚酮超薄膜的制备方法,其特征在于:在10000级或更高洁净要求的无尘实验环境中进行。
CN202110521186.5A 2021-05-13 2021-05-13 一种聚芳醚酮超薄膜专用料及聚芳醚酮超薄膜的制备方法 Active CN113150265B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110521186.5A CN113150265B (zh) 2021-05-13 2021-05-13 一种聚芳醚酮超薄膜专用料及聚芳醚酮超薄膜的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110521186.5A CN113150265B (zh) 2021-05-13 2021-05-13 一种聚芳醚酮超薄膜专用料及聚芳醚酮超薄膜的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113150265A true CN113150265A (zh) 2021-07-23
CN113150265B CN113150265B (zh) 2022-09-06

Family

ID=76874773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110521186.5A Active CN113150265B (zh) 2021-05-13 2021-05-13 一种聚芳醚酮超薄膜专用料及聚芳醚酮超薄膜的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113150265B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114805789A (zh) * 2022-05-23 2022-07-29 吉林大学 一种3d打印聚醚醚酮层间增强材料及其制备方法和3d打印成型方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101215404A (zh) * 2008-01-04 2008-07-09 吉林大学 纺丝级聚醚醚酮树脂专用料及其制备方法
CN101735445A (zh) * 2009-12-23 2010-06-16 金发科技股份有限公司 采用四元共缩聚技术制备聚联苯醚酮共聚物的方法
CN102924710A (zh) * 2012-10-23 2013-02-13 中国科学院长春应用化学研究所 主链含咔唑环结构的聚芳醚酮树脂及其制备方法
CN104479089A (zh) * 2014-12-17 2015-04-01 江门市优巨新材料有限公司 一种高热稳定性封端含联苯结构聚芳醚酮树脂的工业化合成方法
CN104761717A (zh) * 2015-04-17 2015-07-08 中国科学院长春应用化学研究所 一种聚芳醚酮四元共聚物及其制备方法
CN106243675A (zh) * 2016-08-31 2016-12-21 中国科学院长春应用化学研究所 一种抗菌聚芳醚酮材料及其制备方法
CN106398172A (zh) * 2016-08-31 2017-02-15 中国科学院长春应用化学研究所 一种耐磨聚芳醚酮材料及其制备方法
CN106589348A (zh) * 2016-11-03 2017-04-26 大连理工大学 主链含双苯基芴与三芳基均三嗪结构的聚芳醚及其制备方法
CN106750258A (zh) * 2017-01-24 2017-05-31 吉林大学 薄膜级聚醚醚酮树脂专用料、制备方法及在制备聚醚醚酮/聚醚酰亚胺合金薄膜中的应用
JP2017095625A (ja) * 2015-11-26 2017-06-01 上野製薬株式会社 液晶ポリマー
CN108358767A (zh) * 2018-03-15 2018-08-03 吉林大学 含五苯甲基苯双氟单体、制备方法及其在聚芳醚酮功能膜中的应用
CN110272540A (zh) * 2019-07-31 2019-09-24 哈尔滨工业大学 一种形状记忆聚芳醚酮及其制备方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101215404A (zh) * 2008-01-04 2008-07-09 吉林大学 纺丝级聚醚醚酮树脂专用料及其制备方法
CN101735445A (zh) * 2009-12-23 2010-06-16 金发科技股份有限公司 采用四元共缩聚技术制备聚联苯醚酮共聚物的方法
CN102924710A (zh) * 2012-10-23 2013-02-13 中国科学院长春应用化学研究所 主链含咔唑环结构的聚芳醚酮树脂及其制备方法
CN104479089A (zh) * 2014-12-17 2015-04-01 江门市优巨新材料有限公司 一种高热稳定性封端含联苯结构聚芳醚酮树脂的工业化合成方法
CN104761717A (zh) * 2015-04-17 2015-07-08 中国科学院长春应用化学研究所 一种聚芳醚酮四元共聚物及其制备方法
JP2017095625A (ja) * 2015-11-26 2017-06-01 上野製薬株式会社 液晶ポリマー
CN106243675A (zh) * 2016-08-31 2016-12-21 中国科学院长春应用化学研究所 一种抗菌聚芳醚酮材料及其制备方法
CN106398172A (zh) * 2016-08-31 2017-02-15 中国科学院长春应用化学研究所 一种耐磨聚芳醚酮材料及其制备方法
CN106589348A (zh) * 2016-11-03 2017-04-26 大连理工大学 主链含双苯基芴与三芳基均三嗪结构的聚芳醚及其制备方法
CN106750258A (zh) * 2017-01-24 2017-05-31 吉林大学 薄膜级聚醚醚酮树脂专用料、制备方法及在制备聚醚醚酮/聚醚酰亚胺合金薄膜中的应用
CN108358767A (zh) * 2018-03-15 2018-08-03 吉林大学 含五苯甲基苯双氟单体、制备方法及其在聚芳醚酮功能膜中的应用
CN110272540A (zh) * 2019-07-31 2019-09-24 哈尔滨工业大学 一种形状记忆聚芳醚酮及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
沙明明: "聚芳醚酮共聚物的合成及其性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *
王志鹏,等: "主链含酞和芴结构的无定形聚芳醚酮的合成", 《高等学校化学学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114805789A (zh) * 2022-05-23 2022-07-29 吉林大学 一种3d打印聚醚醚酮层间增强材料及其制备方法和3d打印成型方法
CN114805789B (zh) * 2022-05-23 2023-01-03 吉林大学 一种3d打印聚醚醚酮层间增强材料及其制备方法和3d打印成型方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113150265B (zh) 2022-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106750258B (zh) 薄膜级聚醚醚酮树脂专用料、制备方法及在制备聚醚醚酮/聚醚酰亚胺合金薄膜中的应用
CN113150265B (zh) 一种聚芳醚酮超薄膜专用料及聚芳醚酮超薄膜的制备方法
CN101270059B (zh) 含氟不对称芳香二胺、其制备及在合成聚酰亚胺中的应用
CN102337018B (zh) 聚芳醚酮片材或板材
CN101357960B (zh) 资源节约型制备异烯烃与共轭二烯共聚物的方法
CN101168296A (zh) 溶液流延法制备聚氟乙烯薄膜
CN112239540B (zh) 聚砜类树脂材料的工业化提纯工艺及其提纯装置
CN1990526A (zh) 一种采用熔融挤出压延薄膜制备全氟磺酸离子膜的方法
CN109435194A (zh) 一种用于热塑性聚酯发泡成型装置
CN101045681A (zh) 螺杆反应器反应挤出工艺生产重质硬脂酸盐的方法
CN111100287B (zh) 一种生产高粘度聚酰胺的方法
CN101942195B (zh) 一种聚苯硫醚复合薄膜的制造方法
CN106700040A (zh) 通过双螺杆反应挤出法开环聚合法制备聚乳酸的方法
CN102898808B (zh) 一种具有抗菌防霉和阻气性能优异的聚醚醚酮薄膜及其制备方法
CN115160554A (zh) 聚碳酸酯熔体的后处理方法及装置
CN111471298A (zh) 一种增韧尼龙材料及其制备方法
CN115636994B (zh) 一种薄膜用低密度聚乙烯树脂组合物
CN114619689B (zh) 连续制备再生天然高分子膜的方法
CN117247532A (zh) 一种聚碳酸亚丙酯的合成工艺
KR20170006157A (ko) 아연계 촉매의 제조방법 및 이를 이용한 폴리알킬렌카보네이트의 제조방법
CN117106171A (zh) 一种支化聚芳醚酮及其制备方法和泡沫材料
CN220594014U (zh) 一种塑料加工设备
CN116178765B (zh) 一种流延成型的低水蒸气透过率聚乙烯膜及其制备方法
US6106756A (en) Preparation of high solids poly(vinyl alcohol)/water solutions in a single screw extruder
CN114605664B (zh) 水凝胶及其制备方法

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