含3,6-二（三苯基）甲基-9-氢咔唑侧基的聚芳醚及其制备方法技术

一种含3,6-二(三苯基)甲基-9-氢咔唑侧基的聚芳醚及其制备方法，属于高分子材料及其制备技术领域。本发明专利技术制备的新型含咔唑衍生物聚芳醚由于含有六苯环大共轭结构，因此在光电材料方面有很大应用前景；且该六苯环在侧基上，可以通过磺化制备质子交换膜，在燃料电池方向也有很大应用潜力；由于六苯咔唑是一个很大的刚性基团，可以提高聚芳醚的选择性，故该发明专利技术制备的聚合物在分离方面也有较大的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料及其制备
，具体涉及一种含3,6_二(三苯基）甲 基-9-氢咔唑侧基的聚芳醚及其制备方法。
技术介绍
聚醚酮和聚醚砜是大家所熟知的特种工程塑料，因具有极其优良的机械性能和热 稳定性，应用广泛，近十年来一直以较快的速度发展。但是目前商品化的聚醚砜和聚醚酮的 结构比较单一，已经很难满足市场需求，因此对其结构优化和功能化是极其重要的。 侧链引入功能化基团是对聚芳醚功能化和结构优化的主要方法之一，该方法简单 易行。含多苯环咔唑衍生物的聚芳醚不但保留了聚芳醚的本身优良性能，还扩大了其应用。 因为多苯环咔唑衍生物本身就是光电材料，故多苯环咔唑衍生物的聚芳醚可以作为光电材 料。此外，由于其含多苯环侧链还可以应用于质子交换膜和分离膜。
技术实现思路
本专利技术的目的是制备一种新型含咔唑衍生物的聚芳醚聚合物，该聚合物在光电材 料、质子交换膜和分离膜方向都有很大的应用空间，其结构式如下所示：[0005其合成过程可用下列反应式表示： 其中 0〈m<1.0; 本专利技术所述的一种新型含咔唑衍生物的聚芳醚制备方法，步骤如下： (1)3,6_二(三苯基）甲基-9-氢味唑单体的制备是以邻二氯苯为溶剂(Journal of Polymer Science,Part A:Polymer Chemistry，46(ll) :3860~3868)，将味唑和三苯基氯 甲烷溶解在其中，磁力搅拌，在惰性气保护下升温至180~210°C，反应7~10个小时后冷却 至室温，体系变为淡粉色，抽滤，固体用丙酮洗涤后，再用N，N二甲基乙酰胺(DMAc)重结晶， 真空条件下烘干得到3，6-二(三苯基）甲基-9-氢咔唑白色粉末。其中咔唑、三苯基氯甲烷、 邻二氯苯的摩尔比为1.0:2.0~2.1:0.50~5.0; (2)含碘聚芳醚的制备：以4-碘苯基对苯二酚(CN102942457B，4-碘苯基对苯二酚 单体及其制备方法和应用）、双氟单体和双酚单体为反应物，无水碳酸钾为成盐剂，环丁砜 为溶剂，甲苯为共沸脱水剂;将反应物、成盐剂、溶剂和共沸脱水剂加入到具有机械搅拌的 三口瓶中，油浴加热到共沸脱水剂开始回流，保持回流3~5小时除去反应中产生的水，然后 将多余的共沸脱水剂蒸出，再在165~200°C条件下反应3~8小时，得到粗产物;其中4-碘苯 基对苯二酚、双酚单体、双氟单体、无水碳酸钾的摩尔比为m: (1-m): 1:1.1~1.2,其中0〈m < 1，溶剂质量为所有反应物质量的2.5~3倍，共沸脱水剂的用量为溶剂体积的20%~30% ; 双氟单体为4,4'_二氟二苯砜或4,4'_二氟二苯甲酮，双酚单体为六氟双酚A、对苯二酚、4， 4'-联苯二酚、4,4'_二羟基二苯砜、4,4'_二羟基二苯甲酮或双酚A;其次，将粗产物倒入水 中，粉碎、过滤;过滤产物用蒸馏水煮沸5~6次，再用乙醇煮沸5~6次，烘干即得含碘聚芳 醚； (3)含3,6_二(三苯基）甲基-9-氢咔唑侧基聚芳醚的制备：以含碘聚芳醚、3,6_二 (三苯基）甲基-9-氢咔唑单体为反应物，Cu20为催化剂，N，N-二甲基乙酰胺或1，1，2，2-四氯 乙烷为溶剂，其中含碘聚芳醚、3，6_二(三苯基）甲基-9-氢咔唑单体、Cu 20的摩尔比为1.0: 1.0~1.5:1.0~1.5，溶剂用量为lg含碘聚芳醚加溶剂10~30mL;在惰性气体氛围下升温至 165~180°C，反应48~72小时后，用砂芯过滤，滤液倒入大量水或乙醇中，即有白色聚合物 析出，聚合物粉碎、过滤、用蒸馏水煮沸、烘干，得到本专利技术所述的含3,6_二(三苯基）甲基-9-氢咔唑侧基的聚芳醚。 本专利技术制备的新型含咔唑衍生物聚芳醚由于含有六苯环大共辄结构，因此在光 电材料方面有很大应用前景;且该六苯环在侧基上，可以通过磺化制备质子交换膜，在燃料 电池方向也有很大应用潜力；由于六苯咔唑是一个很大的刚性基团，可以提高聚芳醚的选 择性，故该专利技术制备的聚合物在分离方面也有较大的应用价值。【附图说明】 图1是实施例1制备的m = 0.7的含碘聚芳醚砜的核磁氢谱图（核磁试剂为氘代氯仿 (⑶Cl3))。其中化学位移为7.71~7.95??111的峰对应着与砜基相连的苯环上的!17和11 11，化学 位移为6.85~6.93ppm的峰对应与碘相邻的Hi。 图2是实施例2制备的m = 0.7的含3，6_二(三苯基）甲基-9-氢咔唑侧基聚芳醚砜的 核磁氢谱图（核磁试剂为氘代氯仿）。与图1有明显的区别，其中化学位移为7.71~7.95ppm 的峰除了对应与砜基相连的苯环上的H13和Ηπ外，还对应着咔唑衍生物侧基上的H6,图1中化 学位移为6.85~6.93ppm的峰左移，是因为碘被咔唑衍生物取代。图3是实施例1制备的m = 0.7的含碘聚芳醚砜和实施例2制备的m = 0.7的含3，6-二 (三苯基）甲基-9-氢咔唑侧基聚芳醚砜的DSC曲线，由曲线知含3，6_二(三苯基）甲基-9-氢 咔唑侧基聚芳醚砜的Tg要明显高于含碘聚芳醚砜，说明3，6-二(三苯基）甲基-9-氢咔唑被 成功引入聚芳醚砜。图4是实施例1制备的m = 0.7的含碘聚芳醚砜和实施例2制备的m = 0.7的含3，6-二 (三苯基）甲基-9-氢咔唑侧基聚芳醚砜的TGA曲线。由图可知，m=0.7的含碘聚芳醚砜5%失 重温度约为510°C，m = 0.7的含3,6_二(三苯基）甲基-9-氢咔唑侧基聚芳醚砜5%失重温度 约为3051。5%热失重温度下降是因为侧链上咔唑衍生物含有叔碳，容易失去一个苯环形 成较为稳定的叔碳离子。【具体实施方式】 实施例1:制备3,6_二(三苯基）甲基-9-氢咔唑将 9-氢咔唑 4.18g(0.025mol)、三苯基氯甲烷 14.288(0.05125111〇1)、邻二氯苯1211^ 加入到100mL三口瓶中，磁力搅拌，氮气保护，在205°C条件下反应7小时，冷却至室温，抽滤， 丙酮洗涤，然后用DMAc重结晶，120°C真空烘干12小时，得到白色粉末状3,6_二(三苯基）甲 基-9-氢咔唑9 · 9g，产率61 %。 实施例2:合成70%摩尔含量的含碘聚芳醚砜PES-I-70 将4-碘苯基对苯二酚2 · 1847g(7 · Ommol)、4，4'-二氟二苯砜2 · 5425g( lOmmol)和六 氣双酸A 1 · 0087g(3 · Ommol)，无水碳酸钾1 · 66g( 12mmol)，环丁讽 13 · 65mL( 17 · 21g)，甲苯 lOmL，加入装有当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
含3,6‑二(三苯基)甲基‑9‑氢咔唑侧基的聚芳醚，其结构式如下所示：其中0<m≤1.0；X为Y为

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜振华，韩小崔，庞金辉，刘贝，林黎明，谢韫吉，陈峥，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22