CN114891219A - 一种高性能多元聚砜类树脂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能多元共聚聚砜类树脂的制备方法及应用,采用分子结构设计,在聚合过程中加入含有刚性酰胺基团的芳香型双酚单体,该单体与双酚A或者双酚S或者联苯二酚及4,4’‑二氯二苯砜共聚得到主链含有刚性酰胺基团的新型聚砜类树脂,其中含酚羟基单体摩尔量与4,4’‑二氯二苯砜摩尔量为1:1。本发明的优点在于降低了环状低聚体含量、提高了聚砜类树脂的亲水性、透明度、生物相容性及力学性能,操作简单,性能优异且绿色环保,可以扩大聚砜类树脂在水处理、光学仪器、汽车、生物医疗及航空航天等领域的使用。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,具体涉及一种高性能多元聚砜类树脂及其制备方法和应用。
背景技术
聚砜类树脂是一类分子主链上含有砜基和醚键的无定形热塑性特种工程塑料,目前已经商业化的聚砜类树脂主要有双酚A型聚砜(PSF,结构如式a所示)、聚醚砜(PES,结构如式b所示)和聚苯砜(PPSU,结构如式c所示)三种。
聚砜类树脂具有刚性和韧性好、耐高温、耐热氧化、耐磨、耐酸碱、耐溶剂等优异的综合性能,已被广泛应用于医疗器械、航天航空、光学仪器、电子等高端领域材料。然而,聚砜类树脂因分子链中无亲水基团,导致其具有较强的疏水性,使其在水处理、生物医疗等领域中的应用受到限制,尤其是膜类材料。对此,现有技术中主要是通过接枝亲水性基团(如磺酸基团)对聚醚砜树脂进行亲水改性都是以聚砜树脂为基质,后期进行改性,实验过程复杂,涉及设备仪器较多。另外,对于双酚A型聚砜类树脂,其在聚合时由于双酚A中柔性基团异丙基易和4,4’-二氯二苯砜反应形成环状二聚体(结构如式d所示)、环状三聚体等环状低聚体。环状低聚体与相应的线性聚合物具有相同的结构单元,但不存在端基,结构对称,性能稳定,在溶剂中溶解度差,易结晶析出,影响聚砜类树脂的透明度、力学性能;另外,在实际生产应用中会因为聚砜类树脂中的环状低聚体结晶析出而堵塞生产设备或者粘附在设备壁,对应用设备造成污染及增加生产成本。
因此,解决聚砜类树脂的疏水性及环状低聚体的问题,提高聚砜类树脂性能,是聚砜类树脂改性研究的重点,对于拓宽聚砜类树脂在膜材料的应用具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有良好亲水性和生物相容性、耐热性高、力学强度高、且环状低聚体含量低的高性能多元聚砜类树脂。
本发明的另一目的在于提供上述高性能多元聚砜累树脂的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种高性能多元聚砜类树脂,其结构包括二酚单元与二苯砜单元,其中,二酚单元与二苯砜单元的摩尔比为1:1;
所述二苯砜单元衍生自4,4’-二氯二苯砜;
所述二酚单元包括衍生自含酰胺基团的芳香型双酚单体的二酚单元Ⅰ和衍生自双酚A、双酚S或联苯二酚中的任意两种单体的二酚单元Ⅱ;
当二酚单元Ⅱ衍生自双酚A和双酚S时,以二酚单元的摩尔百分比计,所述二酚单元衍生自10-30mol%含酰胺基团的芳香型双酚单体、10-40mol%双酚A和10-30mol%双酚S;
当二酚单元Ⅱ衍生自双酚A和联苯二酚时,以二酚单元的摩尔百分比计,所述二酚单元衍生自10-30mol%含酰胺基团的芳香型双酚单体、20-40mol%双酚A和20-40mol%联苯二酚;
当二酚单元Ⅱ衍生自双酚S和联苯二酚时,以二酚单元的摩尔百分比计,所述二酚单元衍生自5-15mol%含酰胺基团的芳香型双酚单体、10-30mol%双酚S和10-30mol%联苯二酚。
优选的,当二酚单元Ⅱ衍生自双酚A和双酚S时,以二酚单元的摩尔百分比计,所述二酚单元衍生自15-20mol%含酰胺基团的芳香型双酚单体、10-30mol%双酚A和10-20mol%双酚S;
优选的,当二酚单元Ⅱ衍生自双酚A和联苯二酚时,以二酚单元的摩尔百分比计,所述二酚单元衍生自10-20mol%含酰胺基团的芳香型双酚单体、20-30mol%双酚A和20-30mol%联苯二酚;
优选的,当二酚单元Ⅱ衍生自双酚S和联苯二酚时,以二酚单元的摩尔百分比计,所述二酚单元衍生自10-15mol%含酰胺基团的芳香型双酚单体、15-25mol%双酚S和15-25mol%联苯二酚。
本发明所述含酰胺基团的芳香型双酚单体的结构为其中,R1和R2分别为 杂环芳香基团或多环芳香基团中的任意一种;所述R3为H、-CH3、-CF3、-CnH2n+1、等其他非活性有机基团中任意一种;所述n为大于或等于2的正整数;杂环芳香基团是指构成环的原子除碳原子外,还至少含有一个杂原子的芳香基团;所述多环芳香基团是指两个或两个以上苯环以稠环形式相连的芳香基团;所述R1和R2相同或不同。
本发明还提供上述高性能多元聚砜类树脂的制备方法,包括以下步骤:
S1.成盐反应:将二酚单体和4,4’-二氯二苯砜按比例投入反应器,通入惰性气体,在70-90℃溶解于非质子极性溶剂,加入成盐剂和分水剂,升温至170-190℃,保温1-3h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至220-240℃,蒸出分水剂,保温4-8h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
S3.后处理:将聚砜类树脂粘液经过冷却、粉碎、过滤、洗涤、干燥,即得产物高性能多元聚砜类树脂。
所述高性能多元聚砜类树脂的制备方法中的二酚单体选自含酰胺基团的芳香型双酚单体、双酚A、双酚S或联苯二酚。
当二酚单体选自含酰胺基团的芳香型双酚单体、双酚A和双酚S时,所述含酰胺基团的芳香型双酚单体、双酚A、双酚S和4,4’-二氯二苯砜的摩尔比1-3:1-4:1-3:10;优选为3-4:2-6:2-4:10;
当二酚单体选自含酰胺基团的芳香型双酚单体、双酚A和联苯二酚时,所述含酰胺基团的芳香型双酚单体、双酚A、联苯二酚和4,4’-二氯二苯砜的摩尔比为1-3:2-4:2-4:10;优选为1-2:2-3:2-3:10;
当二酚单体选自含酰胺基团的芳香型双酚单体、双酚S和联苯二酚时,所述含酰胺基团的芳香型双酚单体、双酚S、联苯二酚和4,4’-二氯二苯砜的摩尔比为1-3:1-3:1-3:10;优选为2-3:2-6:2-6:20。
所述非质子极性溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、二苯砜、二甲基亚砜或环丁砜中的任意一种或几种,优选为N-甲基吡咯烷酮,加入反应体系时固含为25-40%。
所述成盐剂的摩尔量为二酚单体摩尔总量的1.05-1.3倍;所述成盐剂选自氢氧化钾、碳酸钾、氢氧化钠、碳酸氢钠或碳酸钠中的任意一种或几种,优选为碳酸钠。
所述分水剂选自甲苯、二甲苯、均三甲苯、邻三甲苯、间三甲苯、乙苯、乙苯和或偏乙苯中的任意一种或几种,优选为二甲苯,分水剂添加量为溶剂体积的1/3-1/5。。
本发明还提供上述高性能多元共聚聚砜类树脂在水处理、光学仪器、生物医疗或航空航天领域的应用。特别是在水处理膜材料或生物医疗膜材料等方面的应用。
本发明与现有技术相比,具有如下有益效果:
本发明采用分子结构设计,通过选用特定结构的含酰胺基团的芳香型双酚单体在聚砜类树脂分子主链中引入刚性酰胺基团,制得高性能多元共聚聚砜类树脂。酰胺基团常见于生物大分子中,分子链中酰胺基的存在有效提高生物相容性;且酰胺基团内部存在氢键,使聚砜类树脂具有良好的亲水性;同时由于酰胺基基团中胺基氮上的未共用电子对与羰基的双键及碳氮单键形成共轭体系,有效提高了聚砜类树脂的力学性能和耐热性;另外,由于酰胺基团高度共轭,打破了单独双酚单体因柔性基团易成环的趋势,有效降低了聚砜类树脂中的环状低聚体含量,很好的解决了现有技术的聚砜类树脂中环状低聚体含量高导致的结晶析出影响材料透明度、劣化性能、污染生产设备、增加生产成本等诸多问题。
相较于传统结构的聚砜类树脂,本发明的高性能多元聚砜类树脂,具有良好的亲水性和生物相容性、耐热性高、力学强度高、且环状低聚体含量更低,特别适合在水处理膜材料或生物医疗膜材料等方面的应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明实施例和对比例所用的其他原料均来源于市购,但不限于这些材料。
相关性能测试方法或标准:
(1)玻璃化温度:测试方法参照ISO 75-1/-2;
(2)拉伸强度:测试方法参照ISO 5271-2012;
(3)接触角:测试方法参照GB/T 30447-2013;
(4)环状低聚体含量:测试方法参照标准GB/T 27843-2011。
实施例1:
S1.成盐反应:将含酰胺基团的芳香型双酚单体A、双酚A、双酚S和4,4’-二氯二苯砜摩尔比为1:2:2:5)投入带有搅拌装置的反应釜里,通入氮气,在80℃溶解于N-甲基吡咯烷酮,固含为25%,加入碳酸钠(摩尔量为双酚单体的1.1)和二甲苯(体积为溶剂的1/5),升温至190℃,保温1h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至220℃,蒸出分水剂,保温7h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
S3.后处理:将聚砜树脂粘液经过冷却、粉碎、过滤、洗涤、干燥,即得聚砜树脂产物。
实施例2:
S1.成盐反应:将含酰胺基团的芳香型双酚单体A、双酚A、双酚S和4,4’-二氯二苯砜摩尔比为2:2:1:5)投入带有搅拌装置的反应釜里,通入氮气,在80℃溶解于N-甲基吡咯烷酮,固含为25%,加入碳酸钠(摩尔量为双酚单体的1.1)和二甲苯(体积为溶剂的1/5),升温至190℃,保温1h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至220℃,蒸出分水剂,保温7h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
S3.后处理:将聚砜树脂粘液经过冷却、粉碎、过滤、洗涤、干燥,即得聚砜树脂产物。
实施例3:
S1.成盐反应:将含酰胺基团的芳香型双酚单体A、双酚A、双酚S和4,4’-二氯二苯砜摩尔比为8:1:1:10)投入带有搅拌装置的反应釜里,通入氮气,在80℃溶解于N-甲基吡咯烷酮,固含为25%,加入碳酸钠(摩尔量为双酚单体的1.1)和二甲苯(体积为溶剂的1/5),升温至190℃,保温1h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至220℃,蒸出分水剂,保温7h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
S3.后处理:将聚砜树脂粘液经过冷却、粉碎、过滤、洗涤、干燥,即得聚砜树脂产物。
实施例4:
S1.成盐反应:将含酰胺基团的芳香型双酚单体B、双酚A、双酚S和4,4’-二氯二苯砜摩尔比为2:2:1:5)投入带有搅拌装置的反应釜里,通入氮气,在80℃溶解于N-甲基吡咯烷酮,固含为25%,加入碳酸钠(摩尔量为双酚单体的1.1)和二甲苯(体积为溶剂的1/5),升温至190℃,保温1h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至220℃,蒸出分水剂,保温7h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
S3.后处理:将聚砜树脂粘液经过冷却、粉碎、过滤、洗涤、干燥,即得聚砜树脂产物。
实施例5:
S1.成盐反应:将含酰胺基团的芳香型双酚单体C、双酚A、双酚S和4,4’-二氯二苯砜摩尔比为2:1:1:5)投入带有搅拌装置的反应釜里,通入氮气,在80℃溶解于N-甲基吡咯烷酮,固含为25%,加入碳酸钠(摩尔量为双酚单体的1.1)和二甲苯(体积为溶剂的1/5),升温至190℃,保温1h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至220℃,蒸出分水剂,保温7h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
S3.后处理:将聚砜树脂粘液经过冷却、粉碎、过滤、洗涤、干燥,即得聚砜树脂产物。
实施例6:
S1.成盐反应:S1.成盐反应:将含酰胺基团的芳香型双酚单体D、双酚A、双酚S和4,4’-二氯二苯砜摩尔比为2:1:1:5)投入带有搅拌装置的反应釜里,通入氮气,在80℃溶解于N-甲基吡咯烷酮,固含为25%,加入碳酸钠(摩尔量为双酚单体的1.1)和二甲苯(体积为溶剂的1/5),升温至190℃,保温1h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至220℃,蒸出分水剂,保温7h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
实施例7:
S1.成盐反应:将含酰胺基团的芳香型双酚单体A、双酚A、联苯二酚和4,4’-二氯二苯砜摩尔比为1:2:2:5)投入带有搅拌装置的反应釜里,通入氮气,在80℃溶解于N-甲基吡咯烷酮,固含为25%,加入碳酸钠(摩尔量为双酚单体的1.1)和二甲苯(体积为溶剂的1/5),升温至190℃,保温1h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至220℃,蒸出分水剂,保温7h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
S3.后处理:将聚砜树脂粘液经过冷却、粉碎、过滤、洗涤、干燥,即得聚砜树脂产物。
实施例8:
S1.成盐反应:将含酰胺基团的芳香型双酚单体A、联苯二酚、双酚S和4,4’-二氯二苯砜摩尔比为3:4:3:10)投入带有搅拌装置的反应釜里,通入氮气,在80℃溶解于N-甲基吡咯烷酮,固含为25%,加入碳酸钠(摩尔量为双酚单体的1.1)和二甲苯(体积为溶剂的1/5),升温至190℃,保温1h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至220℃,蒸出分水剂,保温7h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
S3.后处理:将聚砜树脂粘液经过冷却、粉碎、过滤、洗涤、干燥,即得聚砜树脂产物。
实施例9:
S1.成盐反应:将含酰胺基团的芳香型双酚单体A、联苯二酚、双酚S和4,4’-二氯二苯砜摩尔比为8:1:1:10)投入带有搅拌装置的反应釜里,通入氮气,在80℃溶解于N-甲基吡咯烷酮,固含为25%,加入碳酸钠(摩尔量为双酚单体的1.1)和二甲苯(体积为溶剂的1/5),升温至190℃,保温1h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至220℃,蒸出分水剂,保温7h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
S3.后处理:将聚砜树脂粘液经过冷却、粉碎、过滤、洗涤、干燥,即得聚砜树脂产物。
实施例10:
S1.成盐反应:将含酰胺基团的芳香型双酚单体B、联苯二酚、双酚S和4,4’-二氯二苯砜摩尔比为3:4:3:10)投入带有搅拌装置的反应釜里,通入氮气,在80℃溶解于N-甲基吡咯烷酮,固含为25%,加入碳酸钠(摩尔量为双酚单体的1.1)和二甲苯(体积为溶剂的1/5),升温至190℃,保温1h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至220℃,蒸出分水剂,保温7h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
S3.后处理:将聚砜树脂粘液经过冷却、粉碎、过滤、洗涤、干燥,即得聚砜树脂产物。
实施例11:
S1.成盐反应:将含酰胺基团的芳香型双酚单体C、双酚A、联苯二酚和4,4’-二氯二苯砜摩尔比为3:4:3:10)投入带有搅拌装置的反应釜里,通入氮气,在80℃溶解于N-甲基吡咯烷酮,固含为25%,加入碳酸钠(摩尔量为双酚单体的1.1)和二甲苯(体积为溶剂的1/5),升温至190℃,保温1h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至220℃,蒸出分水剂,保温7h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
S3.后处理:将聚砜树脂粘液经过冷却、粉碎、过滤、洗涤、干燥,即得聚砜树脂产物。
实施例12:
S1.成盐反应:S1.成盐反应:将含酰胺基团的芳香型双酚单体D、双酚A、联苯二酚和4,4’-二氯二苯砜摩尔比为3:4:4:10)投入带有搅拌装置的反应釜里,通入氮气,在80℃溶解于N-甲基吡咯烷酮,固含为25%,加入碳酸钠(摩尔量为双酚单体的1.1)和二甲苯(体积为溶剂的1/5),升温至190℃,保温1h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至220℃,蒸出分水剂,保温7h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
实施例13:
S1.成盐反应:将含酰胺基团的芳香型双酚单体A、双酚S、联苯二酚和4,4’-二氯二苯砜摩尔比为1:5:4:10)投入带有搅拌装置的反应釜里,通入氮气,在80℃溶解于N-甲基吡咯烷酮,固含为35%,加入碳酸钠(摩尔量为双酚单体的1.1)和二甲苯(体积为溶剂的1/5),升温至190℃,保温1h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至240℃,蒸出分水剂,保温5h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
S3.后处理:将聚砜树脂粘液经过冷却、粉碎、过滤、洗涤、干燥,即得聚砜树脂产物。
实施例14:
S1.成盐反应:将含酰胺基团的芳香型双酚单体A、联苯二酚、双酚S和4,4’-二氯二苯砜摩尔比为1:2:2:5)投入带有搅拌装置的反应釜里,通入氮气,在80℃溶解于N-甲基吡咯烷酮,固含为35%,加入碳酸钠(摩尔量为双酚单体的1.1)和二甲苯(体积为溶剂的1/5),升温至190℃,保温1h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至240℃,蒸出分水剂,保温5h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
S3.后处理:将聚砜树脂粘液经过冷却、粉碎、过滤、洗涤、干燥,即得聚砜树脂产物。
实施例15:
S1.成盐反应:将含酰胺基团的芳香型双酚单体A、联苯二酚、双酚S和4,4’-二氯二苯砜摩尔比为2:2:1:5)投入带有搅拌装置的反应釜里,通入氮气,在80℃溶解于N-甲基吡咯烷酮,固含为35%,加入碳酸钠(摩尔量为双酚单体的1.1)和二甲苯(体积为溶剂的1/5),升温至190℃,保温1h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至240℃,蒸出分水剂,保温5h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
S3.后处理:将聚砜树脂粘液经过冷却、粉碎、过滤、洗涤、干燥,即得聚砜树脂产物。
实施例16:
S1.成盐反应:将含酰胺基团的芳香型双酚单体B、联苯二酚、双酚S和4,4’-二氯二苯砜摩尔比为1:2:2:5)投入带有搅拌装置的反应釜里,通入氮气,在80℃溶解于N-甲基吡咯烷酮,固含为35%,加入碳酸钠(摩尔量为双酚单体的1.1)和二甲苯(体积为溶剂的1/5),升温至190℃,保温1h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至240℃,蒸出分水剂,保温5h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
S3.后处理:将聚砜树脂粘液经过冷却、粉碎、过滤、洗涤、干燥,即得聚砜树脂产物。
实施例17:
S1.成盐反应:将含酰胺基团的芳香型双酚单体C、双酚A、联苯二酚和4,4’-二氯二苯砜摩尔比为1:2:2:5)投入带有搅拌装置的反应釜里,通入氮气,在80℃溶解于N-甲基吡咯烷酮,固含为35%,加入碳酸钠(摩尔量为双酚单体的1.1)和二甲苯(体积为溶剂的1/5),升温至190℃,保温1h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至240℃,蒸出分水剂,保温5h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
S3.后处理:将聚砜树脂粘液经过冷却、粉碎、过滤、洗涤、干燥,即得聚砜树脂产物。
实施例18:
S1.成盐反应:S1.成盐反应:将含酰胺基团的芳香型双酚单体D、双酚A、联苯二酚和4,4’-二氯二苯砜摩尔比为1:2:2:5)投入带有搅拌装置的反应釜里,通入氮气,在80℃溶解于N-甲基吡咯烷酮,固含为35%,加入碳酸钠(摩尔量为双酚单体的1.1)和二甲苯(体积为溶剂的1/5),升温至190℃,保温1h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至240℃,蒸出分水剂,保温5h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
对比例1:
与实施例2的区别仅在于不加入含酰胺基团的芳香型双酚单体A,双酚A、双酚S和4,4’-二氯二苯砜的摩尔比不变。
对比例2:
与实施例8的区别仅在于不加入含酰胺基团的芳香型双酚单体A,双酚A、联苯二酚和4,4’-二氯二苯砜的摩尔比不变。
对比例3:
与实施例14的区别仅在于不加入含酰胺基团的芳香型双酚单体A,双酚S、联苯二酚和4,4’-二氯二苯砜的摩尔比不变。
表1案例测试数据:
Claims (10)
1.一种高性能多元聚砜类树脂,其特征在于,其结构包括二酚单元与二苯砜单元,其中,二酚单元与二苯砜单元的摩尔比为1:1;
所述二苯砜单元衍生自4,4’-二氯二苯砜;
所述二酚单元包括衍生自含酰胺基团的芳香型双酚单体的二酚单元Ⅰ和衍生自双酚A、双酚S或联苯二酚中的任意两种单体的二酚单元Ⅱ;
当二酚单元Ⅱ衍生自双酚A和双酚S时,以二酚单元的摩尔百分比计,所述二酚单元衍生自10-30mol%含酰胺基团的芳香型双酚单体、10-40mol%双酚A和10-30mol%双酚S;
当二酚单元Ⅱ衍生自双酚A和联苯二酚时,以二酚单元的摩尔百分比计,所述二酚单元衍生自10-30mol%含酰胺基团的芳香型双酚单体、20-40mol%双酚A和20-40mol%联苯二酚;
当二酚单元Ⅱ衍生自双酚S和联苯二酚时,以二酚单元的摩尔百分比计,所述二酚单元衍生自5-15mol%含酰胺基团的芳香型双酚单体、10-30mol%双酚S和10-30mol%联苯二酚。
2.根据权利要求1所述的高性能多元聚砜类树脂,其特征在于,
当二酚单元Ⅱ衍生自双酚A和双酚S时,以二酚单元的摩尔百分比计,所述二酚单元衍生自15-20mol%含酰胺基团的芳香型双酚单体、10-30mol%双酚A和10-20mol%双酚S;
当二酚单元Ⅱ衍生自双酚A和联苯二酚时,以二酚单元的摩尔百分比计,所述二酚单元衍生自10-20mol%含酰胺基团的芳香型双酚单体、20-30mol%双酚A和20-30mol%联苯二酚;
当二酚单元Ⅱ衍生自双酚S和联苯二酚时,以二酚单元的摩尔百分比计,所述二酚单元衍生自10-15mol%含酰胺基团的芳香型双酚单体、15-25mol%双酚S和15-25mol%联苯二酚。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高性能多元聚砜类树脂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.成盐反应:将二酚单体和4,4’-二氯二苯砜按比例投入反应器,通入惰性气体,在70-90℃溶解于非质子极性溶剂,加入成盐剂和分水剂,升温至170-190℃,保温1-3h;
S2.聚合反应:观察带水情况,当体系基本不带水后,15-20℃为间隔阶梯升温至220-240℃,蒸出分水剂,保温4-8h,待溶液粘度增长至设定粘度,得到聚砜类树脂粘液;
S3.后处理:将聚砜累树脂粘液经过冷却、粉碎、过滤、洗涤、干燥,即得产物高性能多元聚砜类树脂。
6.根据权利要求5所述的高性能多元聚砜类树脂的制备方法,其特征在于,
当二酚单体选自含酰胺基团的芳香型双酚单体、双酚A和双酚S时,所述含酰胺基团的芳香型双酚单体、双酚A、双酚S和4,4’-二氯二苯砜的摩尔比1-3:1-4:1-3:10;优选为3-4:2-6:2-4:10;
当二酚单体选自含酰胺基团的芳香型双酚单体、双酚A和联苯二酚时,所述含酰胺基团的芳香型双酚单体、双酚A、联苯二酚和4,4’-二氯二苯砜的摩尔比为1-3:2-4:2-4:10;优选为1-2:2-3:2-3:10;
当二酚单体选自含酰胺基团的芳香型双酚单体、双酚S和联苯二酚时,所述含酰胺基团的芳香型双酚单体、双酚S、联苯二酚和4,4’-二氯二苯砜的摩尔比为1-3:1-3:1-3:10;优选为2-3:2-6:2-6:20。
7.根据权利要求5所述的高性能多元聚砜类树脂的制备方法,其特征在于,所述非质子极性溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、二苯砜、二甲基亚砜或环丁砜中的任意一种或几种,优选N-甲基吡咯烷酮,加入反应体系时固含为25-40%。
8.根据权利要求5所述的高性能多元聚砜类树脂的制备方法,其特征在于,所述成盐剂的摩尔量为二酚单体摩尔总量的1.05-1.3倍;所述成盐剂选自氢氧化钾、碳酸钾、氢氧化钠、碳酸氢钠或碳酸钠中的任意一种或几种,优选碳酸钠。
9.根据权利要求5所述的高性能多元聚砜类树脂的制备方法,其特征在于,所述分水剂选自甲苯、二甲苯、均三甲苯、邻三甲苯、间三甲苯、乙苯、乙苯和或偏乙苯中的任意一种或几种,优选二甲苯,分水剂添加量为溶剂体积的1/3-1/5。
10.根据权利要求1-9任一项所述的高性能多元聚砜类树脂在水处理、光学仪器、生物医疗或航空航天领域的应用。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115785672A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-03-14 | 广东优巨先进新材料股份有限公司 | 一种聚苯砜复合材料及其制备方法和应用 |
CN115975199A (zh) * | 2023-01-05 | 2023-04-18 | 广东优巨先进新材料股份有限公司 | 一种聚苯砜树脂及其制备方法和应用 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5047496A (en) * | 1988-06-22 | 1991-09-10 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for the preparation of aromatic polyethersulphones |
US20100044314A1 (en) * | 2008-08-25 | 2010-02-25 | General Electric Company | Polyarylether compositions bearing zwitterion functionalities |
CN108285535A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-07-17 | 上海帕斯砜材料科技有限公司 | 一种三元、多元共聚聚砜树脂的合成方法 |
CN111253574A (zh) * | 2020-05-06 | 2020-06-09 | 富海(东营)新材料科技有限公司 | 低环二聚体含量的聚砜类树脂材料的制备方法 |
-
2022
- 2022-03-28 CN CN202210316131.5A patent/CN114891219A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5047496A (en) * | 1988-06-22 | 1991-09-10 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for the preparation of aromatic polyethersulphones |
US20100044314A1 (en) * | 2008-08-25 | 2010-02-25 | General Electric Company | Polyarylether compositions bearing zwitterion functionalities |
CN108285535A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-07-17 | 上海帕斯砜材料科技有限公司 | 一种三元、多元共聚聚砜树脂的合成方法 |
CN111253574A (zh) * | 2020-05-06 | 2020-06-09 | 富海(东营)新材料科技有限公司 | 低环二聚体含量的聚砜类树脂材料的制备方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115785672A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-03-14 | 广东优巨先进新材料股份有限公司 | 一种聚苯砜复合材料及其制备方法和应用 |
CN115975199A (zh) * | 2023-01-05 | 2023-04-18 | 广东优巨先进新材料股份有限公司 | 一种聚苯砜树脂及其制备方法和应用 |
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Application publication date: 20220812 |