新型芳族聚酯、新型改性PPTA及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种新型芳族聚酯、新型改性PPTA及制备方法和应用。所述新型改性PPTA的重复单元如下：

【技术实现步骤摘要】
新型芳族聚酯、新型改性PPTA及制备方法和应用
本专利技术涉及高分子材料与工程
，具体涉及一种新型芳族聚酯、新型改性PPTA及制备方法和应用。
技术介绍
由于聚对苯二甲酰对苯二胺(简称PPTA)分子链的结构特点，现在对PPTA的加工工艺只能是将其溶解于100％浓硫酸中进行液晶纺丝，这种加工工艺对于加工设备要求极高且操作复杂，更极大地限制了其应用范围。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种新型芳族聚酯，用以解决现有技术中对PPTA的加工工艺只能是将其溶解于100％浓硫酸中进行液晶纺丝，这种加工工艺对于加工设备要求极高且操作复杂，更极大地限制了其应用范围的问题。通过创新性设计和合成出一种全新的芳族聚酯嵌段组分对PPTA进行嵌段共聚改性，使得全新的改性PPTA在其他条件下也仍具有液晶性，从而达到改善加工工艺和拓宽其应用范围的目的。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种新型芳族聚酯，所述芳族聚酯的重复单元如下：其中，n为正整数，所述新型芳族聚酯的分子量为10000～100000。本专利技术的第二个目的是提供一种如上所述的新型芳族聚酯的制备方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：分别将对甲氧基苯甲酰氯和2,5-二羟基对苯醌溶于二氧六环或四氢呋喃中，将2,5-二羟基对苯醌溶液倒入对甲氧基苯甲酰氯溶液中，搅拌混合均匀，再向其中加入三乙胺或吡啶，充分反应得到第三单体M3的原料；反应式如下：步骤二：将第三单体M3的原料溶于二氧六环或四氢呋喃中，向其中加入连二亚硫酸钠溶液，反应得到第三单体M3；反应式如下：步骤三：分别将第三单体M3和对苯二甲酰氯溶于二氧六环或四氯乙烷中，将两者的溶液充分混合，再向其中加入三乙胺或吡啶，继续反应得到新型芳族聚酯；反应式如下：作为一种优选的方案，在步骤三中，所述第三单体M3和对苯二甲酰氯的摩尔比为1:1～1:1.5。作为一种优选的方案，在步骤三中，反应温度为-5℃～5℃。本专利技术的第三个目的是提供一种新型改性PPTA，所述改性PPTA的重复单元如下：其中，m和n均为正整数，所述新型改性PPTA的分子量为10000～100000。本专利技术采用凝胶渗透色谱法测试新型芳族聚酯和新型改性PPTA的分子量，仪器品牌为AgilentTechnologies，型号为Polargel-MPL11117-6800。凝胶渗透色谱法原理：让被测量的高聚物溶液通过一根内装不同孔径的色谱柱，柱中可供分子通行的路径有粒子间的间隙(较大)和粒子内的通孔(较小)。当聚合物溶液流经色谱柱(凝胶颗粒)时，较大的分子(体积大于凝胶孔隙)被排除在粒子的小孔之外，只能从粒子间的间隙通过，速率较快；而较小的分子可以进入粒子中的小孔，通过的速率要慢得多；中等体积的分子可以渗入较大的孔隙中，但受到较小孔隙的排阻，介乎上述两种情况之间。经过一定长度的色谱柱，分子根据相对分子质量被分开，相对分子质量大的在前面(即淋洗时间短)，相对分子质量小的在后面(即淋洗时间长)。自试样进柱到被淋洗出来，所接受到的淋出液总体积称为该试样的淋出体积。当仪器和实验条件确定后，溶质的淋出体积与其分子量有关，分子量愈大，其淋出体积愈小。本专利技术的第四个目的是提供一种如上所述的新型改性PPTA的制备方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：分别将对甲氧基苯甲酰氯和2,5-二羟基对苯醌溶于二氧六环或四氢呋喃中，将2,5-二羟基对苯醌溶液倒入对甲氧基苯甲酰氯溶液中，搅拌混合均匀，再向其中加入三乙胺或吡啶，充分反应得到第三单体M3的原料；反应式如下：步骤二：将第三单体M3的原料溶于二氧六环或四氢呋喃中，向其中加入连二亚硫酸钠溶液，反应得到第三单体M3；反应式如下：步骤三：分别将第三单体M3和对苯二甲酰氯溶于二氧六环或四氯乙烷中，将两者的溶液充分混合，再向其中加入三乙胺或吡啶反应，得到新型芳族聚酯反应溶液；将对苯二胺溶于二氧六环或四氯乙烷中，加入到所述芳族聚酯反应溶液中继续反应，得到新型改性PPTA；反应式如下：作为一种优选的方案，在步骤三中，所述第三单体M3、对苯二胺和对苯二甲酰氯的摩尔比为0.01:1:1.51～2:1:4。作为一种优选的方案，在步骤三中，所述第三单体M3、对苯二胺和对苯二甲酰氯的摩尔比为1:1:3。由于酰氯基团遇水易分解，为保证第三单体M3或对苯二胺反应完全，含有酰氯基团的对苯二甲酰氯和对甲氧基苯甲酰氯要过量，这样反应效果更佳。作为一种优选的方案，在步骤三中，反应温度为-5℃～5℃。本专利技术的第五个目的是提供一种如上所述的新型芳族聚酯以及新型改性PPTA在液晶纺丝中的应用。本专利技术具有如下优点：本专利技术创新性地设计合成出了一种全新的芳族聚酯，运用现代表征技术手段对其进行测定后得知合成产物的结构与预想设计目标分子结构相一致，全新芳族聚酯成功合成，且其热稳定性和结晶性的表征结果综合显示其具有热致液晶性。将上述全新芳族聚酯作为嵌段组分对PPTA进行嵌段共聚改性，又创新性地合成出了含有此种全新芳族聚酯嵌段组分的改性PPTA，运用现代表征技术手段对其进行测定后得知合成产物的结构与预想设计的目标分子结构相一致，全新改性PPTA成功合成，且对其热稳定性和结晶性的表征结果综合显示其也具有热致液晶性，进而可以对现有PPTA加工工艺进行改善或拓宽其应用范围(例如因其具有热致液晶性从而可以创新性地对其进行熔致型液晶纺丝)。附图说明图1是第三单体M3的原料的红外图谱。图2是第三单体M3红外图谱。图3是芳族聚酯嵌段组分(新型芳族聚酯)红外图谱。图4是含有芳族聚酯嵌段组分的改性PPTA的红外图谱。图5是芳族聚酯嵌段组分(新型芳族聚酯)的TG曲线图。图6是含有芳族聚酯嵌段组分的改性PPTA的TG曲线图。图7是芳族聚酯嵌段组分(新型芳族聚酯)在不同温度下的热台偏光显微镜图。其中，(a)～(h)分别是温度为105℃、125℃、200℃、205℃、222℃、265℃、270℃、275℃下由热台偏光显微镜观察到的图片。图8是含有芳族聚酯嵌段组分的改性PPTA在不同温度下的热台偏光显微镜图。其中，(a)～(f)分别是温度为275℃、295℃、318℃、322℃、324℃、327℃下由热台偏光显微镜观察到的图片。图9是含有芳族聚酯嵌段组分的改性PPTA的XRD图谱。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1本实施例提供一种新型芳族聚酯的制备方法，具体如下：步骤一：将36g对甲氧基苯甲酰氯溶于96ml二氧六环中，充分溶解。取13.44g2,5-二羟基对苯醌溶于384ml二氧六环中，充分溶解。将后一种溶液缓慢倒入第一种溶液中，充分搅拌混合均匀后，再向其中加入15.44g三乙胺，然后继续搅拌2小时。对反应液抽滤，用水洗涤两遍后干燥得第三单体M3的原料。步骤二：取干燥后的第三单体M3的原料8.25g溶于200ml二氧六环中，加热升温使其完全溶解。再向其中加入200ml5％的连二亚硫酸钠溶液，充分混合均匀后继续搅拌约2小时，静置。然后抽滤，用水洗涤，真空干燥得第三单体M3。步骤三：取0.4104g第三单体M3溶于4ml二氧六环。取0.4060g对苯二甲酰氯溶于10ml二氧六环。将两者的澄清溶液在0℃下充分混合后，再向其中加入1.5g三乙胺。在0℃下继续搅拌6小时，将反应液抽滤，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型芳族聚酯，其特征在于，所述新型芳族聚酯的重复单元如下：

【技术特征摘要】
1.一种新型芳族聚酯，其特征在于，所述新型芳族聚酯的重复单元如下：其中，n为正整数，所述新型芳族聚酯的分子量为10000～100000。2.一种如权利要求1所述的新型芳族聚酯的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤一：分别将对甲氧基苯甲酰氯和2,5-二羟基对苯醌溶于二氧六环或四氢呋喃中，将2,5-二羟基对苯醌溶液倒入对甲氧基苯甲酰氯溶液中，搅拌混合均匀，再向其中加入三乙胺或吡啶，充分反应得到第三单体M3的原料；反应式如下：步骤二：将第三单体M3的原料溶于二氧六环或四氢呋喃中，向其中加入连二亚硫酸钠溶液，反应得到第三单体M3；反应式如下：步骤三：分别将第三单体M3和对苯二甲酰氯溶于二氧六环或四氯乙烷中，将两者的溶液充分混合，再向其中加入三乙胺或吡啶，继续反应得到新型芳族聚酯；反应式如下：3.根据权利要求2所述的新型芳族聚酯的制备方法，其特征在于，在步骤三中，所述第三单体M3和对苯二甲酰氯的摩尔比为1:1～1:1.5。4.根据权利要求2所述的新型芳族聚酯的制备方法，其特征在于，在步骤三中，反应温度为-5℃～5℃。5.一种如权利要求1所述的新型芳族聚酯在液晶纺丝中的应用。6.一种新型改性PPTA，其特征在于，所述新型改性PPTA的重复单元如下：其中，m...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓，
申请(专利权)人：李晓，
类型：发明
国别省市：山东,37