一种聚对苯二甲酰对苯二甲胺的缩聚合成方法技术

本发明专利技术公开的一种聚对苯二甲酰对苯二甲胺的缩聚合成方法，其特征在于包括对苯二甲酰制备步骤、对苯二甲胺制备步骤和缩聚合成步骤。本发明专利技术的有益效果在于：本发明专利技术针对的则是芳香族聚酰胺家族中的一个新品种‑聚对苯二甲酰对苯二甲胺，从结构上来看，聚对苯二甲酰对苯二甲胺的结构兼具脂肪族聚酰胺和全芳香族聚酰胺的特点，具有酰胺基团与苯环、脂肪族相连的特点。因此该聚合物仍然具有较好的耐热性，同时在材料的柔韧性上有所改善。本发明专利技术所采用的缩聚合成方法制备工艺简单，反应底物易得，具有良好的工业可复制性。

A Method of Polycondensation of Polyterephthaloyl-terephthalamide

The invention discloses a polycondensation synthesis method of poly (terephthaloyl terephthalamide), which is characterized in that it comprises a preparation step of terephthaloyl, a preparation step of terephthalamide and a condensation synthesis step. The beneficial effect of the invention is that the invention is aimed at a new variety of aromatic polyamide family, polyterephthalamide. From the structural point of view, the structure of polyterephthalamide has the characteristics of aliphatic polyamide and whole aromatic polyamide, and the amide group is connected with phenyl ring and aliphatic group. Therefore, the polymer still has good heat resistance, while improving the flexibility of the material. The condensation synthesis method adopted by the invention has simple preparation process, easy access to reaction substrates, and good industrial reproducibility.

【技术实现步骤摘要】
一种聚对苯二甲酰对苯二甲胺的缩聚合成方法
本专利技术涉及高分子材料领域，尤其是涉及一种聚对苯二甲酰对苯二甲胺的缩聚合成方法。
技术介绍
聚酰胺(polyamide，PA)通常称为尼龙(Nylon)，它是在聚合物大分子链中含有重复结构单元酰胺基团(NHCO-)的杂链聚合物总称，主要由二元酸与二元胺或氨基酸内酰胺经缩聚或自聚而得，是开发最早、使用量最大的热塑性工程塑料。聚酰胺品种较多，按主链结构可分为脂肪族聚酰胺、半芳香族聚酰胺、全芳香族聚酰胺、含杂环芳香族聚酰胺和脂环族聚酰胺。在全芳香族聚酰胺中，苯环与酰胺基团密集，且结构对称，因此熔点很高，不易加工，成本高不易工业化。目前最成功的全芳香族聚酰胺是聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)，属于溶致性液晶高分子，可加工成纤维，称为Kevlar。但在实际应用中，由于全芳香尼龙的加工温度太高，不适宜操作，所以市场上一般以半芳香尼龙作为主要种类进行推广。半芳香尼龙作为尼龙的新品种，保留了尼龙的优良特性，并且在改善了全芳香尼龙某些不足的方面。因此对于芳香族聚酰胺家族中的相关品种的进一步开发就非常有意义。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种聚对苯二甲酰对苯二甲胺的缩聚合成方法。为了实现本专利技术上述目的，本专利技术所采用的技术方案是一种聚对苯二甲酰对苯二甲胺的缩聚合成方法，包括如下步骤：(1)在反应容器中加入氯化锂粉末和氮甲基吡咯烷酮溶液，搅拌，制得混合溶剂；(2)取部分步骤(1)所制得的溶剂，并加入对苯二甲胺，搅拌，溶解制成溶液；(3)在步骤(2)所制得的溶液中加入缚酸剂；(4)另取部分步骤(1)所制得的溶剂，加入对苯二甲酰氯，混合成溶液；(5)将步骤(4)中制得的溶液分成两份，依次加入到步骤(2)的反应容器中，期间间隔一定时间，保持搅拌；(6)继续搅拌反应一段时间，加入蒸馏水，停止反应，生成白色沉淀物；(7)用水多次清洗步骤(6)所制得的沉淀物，烘干，得到产物。在本专利技术的一个优选实施例中，其特征在于，步骤(1)中，所述的氯化锂的含量为3～10％。在本专利技术的一个优选实施例中，其特征在于，步骤(1)中，所述的氮甲基吡咯烷酮质量百分比为97～90％，氯化锂粉末的质量百分比为3～10％。在本专利技术的一个优选实施例中，其特征在于，步骤(2)中，所述的加入的对苯二甲胺的量为溶剂的0.5～10％。在本专利技术的一个优选实施例中，其特征在于，步骤(3)中，所述的缚酸剂为吡啶、2-甲基吡啶中的任意一种或两种的混合，其加入量为溶剂的0.5～20％。在本专利技术的一个优选实施例中，其特征在于，步骤(4)中，所述的加入的对苯二甲酰氯的量与步骤(2)中对苯二甲胺的摩尔比为0.095～1.005:1。在本专利技术的一个优选实施例中，其特征在于，步骤(5)中，分成的两份溶液分别占的体积比为40～60％和60％～40％，反应温度控制为-5～10℃，投料间隔时间为3～10min。在本专利技术的一个优选实施例中，其特征在于，步骤(6)中，反应时间为10～40min，反应温度控制为-5～10℃。在本专利技术的一个优选实施例中，其特征在于，步骤(7)中，所得产物收率为45～95％。本专利技术的有益效果如下：本专利技术针对的是芳香族聚酰胺家族中的一个新品种-聚对苯二甲酰对苯二甲胺，从结构上来看，聚对苯二甲酰对苯二甲胺的结构兼具脂肪族聚酰胺和全芳香族聚酰胺的特点，具有酰胺基团与苯环、脂肪族相连的特点。因此该聚合物仍然具有较好的耐热性，同时在材料的柔韧性上有所改善。本专利技术所采用的缩聚合成方法制备工艺简单，反应底物易得，具有良好的工业可复制性。附图说明图1为本专利技术实施例1收率随反应温度的变化示意图。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术作进一步的说明，但这些实施例不得用于解释对本专利技术的限制。实施例1在四口烧瓶Ⅰ中加入6.0g氯化锂和194.0g氮甲基吡咯烷酮，混合搅拌，得到澄清透明的LiCl/NMP溶剂。在四口烧瓶Ⅱ中倒入90mL的LiCl/NMP溶剂，并加入5.4476g对苯二甲胺，搅拌至溶解，得到PXD-LiCl/NMP溶液Ⅰ。随后在溶液Ⅰ中加入20mL吡啶。在四口烧瓶Ⅲ中加入90mL的LiCl/NMP溶剂，并加入8.1614g对苯二甲酰氯，搅拌至溶解，得到TPC-LiCl/NMP溶液Ⅱ。将溶液Ⅱ分成两份，先将40％的溶液Ⅱ倒入四口烧瓶Ⅱ中，搅拌反应3min。随后加入剩余的60％的溶液Ⅱ，继续反应10min，控制反应温度为0℃。加水停止反应，生成白色沉淀物。用水多次清洗沉淀物，烘干，得到产物，收率为91％。依据上述实施例1,将反应温度分别设定在-15℃、-10℃、-5℃、15℃、10℃、5℃进行反应，可见反应温度控制在0℃，收率是最高的。结果参见图1。实施例2在四口烧瓶Ⅰ中加入10.0g氯化锂和190.0g氮甲基吡咯烷酮，混合搅拌，得到澄清透明的LiCl/NMP溶剂。在四口烧瓶Ⅱ中倒入80mL的LiCl/NMP溶剂，并加入4.1757g对苯二甲胺，搅拌至溶解，得到PXD-LiCl/NMP溶液Ⅰ。随后在溶液Ⅰ中加入10mL吡啶。在四口烧瓶Ⅲ中加入80mL的LiCl/NMP溶剂，并加入6.0910g对苯二甲酰氯，搅拌至溶解，得到TPC-LiCl/NMP溶液Ⅱ。将溶液Ⅱ分成两份，先将50％的溶液Ⅱ倒入四口烧瓶Ⅱ中，搅拌反应15min。随后加入剩余的40％的溶液Ⅱ，继续反应15min，控制反应温度为-5℃。加水停止反应，生成白色沉淀物。用水多次清洗沉淀物，烘干，得到产物，收率为85％。实施例3在四口烧瓶Ⅰ中加入6.0g氯化锂和194.0g氮甲基吡咯烷酮，混合搅拌，得到澄清透明的LiCl/NMP溶剂。在四口烧瓶Ⅱ中倒入80mL的LiCl/NMP溶剂，并加入5.4476g对苯二甲胺，搅拌至溶解，得到PXD-LiCl/NMP溶液Ⅰ。随后在溶液Ⅰ中加入10mL吡啶。在四口烧瓶Ⅲ中加入80mL的LiCl/NMP溶剂，并加入8.1614g对苯二甲酰氯，搅拌至溶解，得到TPC-LiCl/NMP溶液Ⅱ。将溶液Ⅱ分成两份，先将40％的溶液Ⅱ倒入四口烧瓶Ⅱ中，搅拌反应20min。随后加入剩余的60％的溶液Ⅱ，继续反应30min，控制反应温度为10℃。加水停止反应，生成白色沉淀物。用水多次清洗沉淀物，烘干，得到产物，收率为45％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚对苯二甲酰对苯二甲胺的缩聚合成方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在反应容器中加入氯化锂粉末和氮甲基吡咯烷酮溶液，搅拌，制得混合溶剂；(2)取部分步骤(1)所制得的溶剂，并加入对苯二甲胺，搅拌，溶解制成溶液；(3)在步骤(2)所制得的溶液中加入缚酸剂；(4)另取部分步骤(1)所制得的溶剂，加入对苯二甲酰氯，混合成溶液；(5)将步骤(4)中制得的溶液分成两份，依次加入到步骤(2)的反应容器中，期间间隔一定时间，保持搅拌；(6)继续搅拌反应一段时间，加入蒸馏水，停止反应，生成白色沉淀物；(7)用水多次清洗步骤(6)所制得的沉淀物，烘干，得到产物。

【技术特征摘要】
1.一种聚对苯二甲酰对苯二甲胺的缩聚合成方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在反应容器中加入氯化锂粉末和氮甲基吡咯烷酮溶液，搅拌，制得混合溶剂；(2)取部分步骤(1)所制得的溶剂，并加入对苯二甲胺，搅拌，溶解制成溶液；(3)在步骤(2)所制得的溶液中加入缚酸剂；(4)另取部分步骤(1)所制得的溶剂，加入对苯二甲酰氯，混合成溶液；(5)将步骤(4)中制得的溶液分成两份，依次加入到步骤(2)的反应容器中，期间间隔一定时间，保持搅拌；(6)继续搅拌反应一段时间，加入蒸馏水，停止反应，生成白色沉淀物；(7)用水多次清洗步骤(6)所制得的沉淀物，烘干，得到产物。2.如权利要求1所述的一种聚对苯二甲酰对苯二甲胺的缩聚合成方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的氯化锂的含量为3～10％。3.如权利要求1所述的一种聚对苯二甲酰对苯二甲胺的缩聚合成方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的氮甲基吡咯烷酮质量百分比为97～90％，氯化锂粉末的质量百分比为3～10％。4.如权利要求1所述的一种聚对苯二甲酰对苯二甲胺的缩聚合成...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵开荣，曹煜彤，顾克军，曹美荣，陈超，卢铖，夏莹，房静，
申请(专利权)人：江苏扬农化工集团有限公司，江苏瑞盛新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32