一种邻苯二甲腈封端含芴结构聚芳醚腈低聚物、固化物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种邻苯二甲腈封端含芴结构聚芳醚腈低聚物、固化物及其制备方法。所述邻苯二甲腈封端含芴结构聚芳醚腈低聚物，因具有不同长度的链段和大体积侧基结构具有较低的熔点和较好的溶解性，溶解于DMF、NMP等强极性溶剂，还可溶解于THF、二氯甲烷以及甲苯和乙腈的混合溶剂。所述邻苯二甲腈封端含芴结构聚芳醚腈固化物，具有优异的热稳定性和机械性能，氮气气氛下5％分解温度为499‑528℃，1000℃下残重率为69‑73.2％，且弯曲强度高于500MPa。本发明专利技术的邻苯二甲腈封端含芴结构聚芳醚腈低聚物、固化物及其制备方法简单可控，可应用于工业化生产。

Polyaryl ether nitrile oligomer, curing substance and preparation method of a phthalic two methonitrile containing fluorene containing polyaryl ether

The invention discloses a polyaryl ether nitrile oligomer, a curing substance and a preparation method of phthalonitrile - containing fluorene - containing polyaryl ether nitrile. The adjacent benzene two cyano terminated fluorene containing structure of polyarylene ether nitrile oligomers, because chain segments with different lengths and large lateral group structure with low melting point and good solubility, dissolved in DMF, NMP and other polar solvents can be dissolved in dichloromethane and toluene and acetonitrile, THF the mixed solvent. The adjacent benzene two cyano terminated poly aryl ether nitrile containing fluorene structure has cured, thermal stability and excellent mechanical properties, under nitrogen atmosphere 5% decomposition temperature is 499 528 DEG, 1000 DEG C for 69 residue rate 73.2%, and the flexural strength is higher than that of 500MPa. The phthalonitrile containing polyaryl ether nitrile oligomer containing fluorene structure, the curing substance and the preparation method are simple and controllable, and can be applied to industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种邻苯二甲腈封端含芴结构聚芳醚腈低聚物、固化物及其制备方法
本专利技术涉及高性能树脂基体
，尤其涉及一种邻苯二甲腈封端含芴结构聚芳醚腈低聚物、固化物及其制备方法。
技术介绍
近年来，邻苯二甲腈树脂作为一类重要的高性能热固性树脂基体倍受关注，在单体固化过程中形成的三嗪环和酞菁环骨架结构，赋予了邻苯二甲腈聚合物优异的热氧稳定性能和力学性能，但是其较高的熔点和熔体粘度，导致其加工性能欠佳，限制了其进一步应用。为了拓宽加工窗口，改善加工性能，研究者制备了含有双酚A(US20160168326A1)、聚芳醚酮(WO2015183518A1)等结构的氰基封端低聚物，但柔性链段的引入，使固化物的耐热性能受到影响，而且随着分子量的增大，低聚物的溶解性能下降。刘孝波等公开了含芳醚腈链段的双酚A型邻苯二甲腈树脂的制备方法(CN102887999A)，获得了较宽的加工窗口，并且具有易于固化成型的特点。芴为刚性平面共轭结构，具有良好的化学稳定性和光电学特性，同时独有的稠环结构，赋予其良好的耐热性能。含芴结构的聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂和环氧树脂等均表现出优异的热氧性能和力学性能，刘文彬等公开了一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种邻苯二甲腈封端含芴结构聚芳醚腈低聚物，其特征在于，所述低聚物具有式(I)所示结构：

【技术特征摘要】
1.一种邻苯二甲腈封端含芴结构聚芳醚腈低聚物，其特征在于，所述低聚物具有式(I)所示结构：其中，Ar1为含有氰基的主体结构，Ar2为双酚类单体主体结构，R1和R2相同或不同，各自独立地选择氢、烷基、烷氧基、环烷基、芳基或杂芳基。2.根据权利要求1所述的低聚物，其特征在于，所述Ar1优选为如下结构中的一种或几种：更优选地，所述Ar1为如下结构中的一种或几种：2,6-二卤苯甲腈、3,5-二卤苯甲腈、二卤代邻苯二甲腈、二卤代苯氧基邻苯二甲腈。3.根据权利要求1或2所述的低聚物，其特征在于，所述Ar2优选如下结构中的一种或几种：4.根据权利要求1-3任一项所述的低聚物，其特征在于，所述R1和R2各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、环烷基、苯基、萘基、吡啶基、噻吩基；所述烷基或烷氧基中的烷基为低级烷基，例如1-8个碳原子的烷基，优选为1-6个碳原子的烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、异戊基、新戊基；还优选地，所述芳基为单环或双环芳香基，含有6-20个碳原子，例如为苯基、萘基或蒽基；还优选地，所述杂芳基为含有至少一个杂原子的单环或双环芳香基，所述杂原子选自氮、氧或硫，所述碳原子为4-20个，所述杂芳基例如为噻吩基、呋喃基、吡咯基、吡啶基、嘧啶基、喹啉基、吲哚基。还优选地，所述低聚物选自：其中，n＝2，6或8。5.一种权利要求1-4任一项的邻苯二甲腈封端含芴结构聚芳醚腈低聚物的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：1)将含有侧氰基的双卤代单体、双酚单体、催化剂和溶剂按一定比例加入反应装置(例如带有分水和冷凝回流装置的三口烧瓶)中，氮气保护下，加热(优选加热到130-145℃)分水2-4小时，分水完成后缓慢蒸出溶剂，控制反应温度(优选通过蒸馏溶剂的速度和量对反应温度进行控制)在150-200℃继续反应4-6小时，冷却(优选冷却至80℃以下)，得到含有如下结构的溶液：2)向步骤1)所制得的溶液中加入封端剂，60-100℃反应8-12小时；3)将步骤2)所制得的溶液过滤，去除催化剂，减压(优选滤液40-80℃减压)回收溶剂，沉降、过滤、洗涤并至中性，真空干燥得所述低聚物。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中双酚单体含有双酚芴或其衍生物，还可以同时加入对苯二酚、间苯二酚、双酚A、烯丙基双酚A、双酚F、双酚E、2,2-双(4-羟基苯基)六氟丙烷，二羟基二苯甲酮、二羟基二苯砜、二羟基萘、二羟基联苯中的一种或几种；优选，所述步骤1)双卤代单体：双酚单体：催化剂＝1：(1-2)：(2-4)(摩尔比)；更优选地，双卤代单体：双酚单体＝1：2，2：3，3：4，4：5，对应的聚合度为2，4，6，8，所述催化剂为双酚单体的2.2-3倍；所述步骤1)中含有侧氰基的双卤代单体为2,6-二卤苯甲腈、3,5-二卤苯甲腈、二卤代邻苯二甲腈、二卤代苯氧基邻苯二甲腈中的一种或几种；优选，所述步骤1)中催化剂为无水碳酸钾、无水碳酸钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：王广兴，周恒，郭颖，刘翔，丁江楠，赵彤，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11