一种液晶高分子材料及其合成方法技术

本发明专利技术提供一种液晶高分子材料及其合成方法。本发明专利技术的液晶高分子材料由以下成份组成：衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元、衍生自芳香族二羧酸的结构单元、对乙酰氨基酚、酚酞，各组分所占摩尔百分比范围依次为60‑85%、7.5‑20%、3‑19%、1‑4.5%。本发明专利技术利用对乙酰氨基酚与酚酞来替代对苯二酚制备液晶高分子，由于庞大酚酞侧基的引入，使得制备的液晶高分子具有良好的溶解性，并且可明显改善液晶高分子的加工性能，并且对乙酰氨基酚的加入也可以提高液晶分子的溶解性。

A liquid crystal polymer material and its synthesis method

The invention provides a liquid crystal polymer material and a synthesis method thereof. The liquid crystal polymer material of the invention is composed of the following components: the structural unit derived from the aromatic hydroxy carboxylic acid, the structural unit derived from the aromatic dicarboxylic acid, paracetamol, phenolphthalein, and the mole percentage of each component is 60 \u2011 85%, 7.5 \u2011 20%, 3 \u2011 19%, 1 \u2011 4.5% in sequence. The invention uses paracetamol and phenolphthalein to replace hydroquinone to prepare liquid crystal polymer. Due to the introduction of large phenolphthalein side group, the prepared liquid crystal polymer has good solubility, and can significantly improve the processing performance of liquid crystal polymer, and the addition of paracetamol can also improve the solubility of liquid crystal molecule.

【技术实现步骤摘要】
一种液晶高分子材料及其合成方法
：本专利技术涉及一种液晶高分子材料及其合成方法，属于液晶高分子材料

技术介绍
：液晶高分子是介于固体结晶和液体之间的中间状态聚合物，其分子排列虽然不像固体晶态那样三维有序，但也不是液体那样无序，而是具有一定（一维或二维）的有序性。它是一种新型的高分子材料，在熔融态时一般呈现液晶性。这类材料具有优异的耐热性能和成型加工性能。根据液晶形成的条件又可分为溶致性液晶高分子和热致性液晶高分子。前者在溶剂中呈液晶态，后者因温度变化而呈液晶态。目前现有专利通过加入萘环等扭曲结构来破坏共聚酯刚性链的线性，降低分子链整体的刚性来降低熔点或者加入苯醚等柔性结构来降低熔点，本专利技术中的酚酞结构能够降低熔点，同时也能改善液晶高分子溶解性差的问题。
技术实现思路
：本专利技术的目的是针对上述存在的问题提供一种液晶高分子材料及其合成方法，利用对乙酰氨基酚与酚酞来替代对苯二酚制备液晶高分子，由于庞大酚酞侧基的引入，使得制备的液晶高分子具有良好的溶解性，并且可明显改善液晶高分子的加工性能，并且对乙酰氨基酚的加入也可以提高液晶分子的溶解性。上述的目的通过以下的技术方案实现：一种液晶高分子材料，由以下成份组成：衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元、衍生自芳香族二羧酸的结构单元、对乙酰氨基酚、酚酞，各组分所占摩尔百分比范围依次为60-85%、7.5-20%、3-19%、1-4.5%。所述的液晶高分子材料，所述衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元为4’-羟基联苯基-4-羧酸、6-羟基-2-萘甲酸、对羟基苯甲酸一种或任意几种复配，优选为对羟基苯甲酸。所述的液晶高分子材料，所述衍生自芳香族二羧酸的结构单元为对苯二甲酸、1,1’-联苯-3,4’-二羧酸、1,1’-联苯-3,3’-二羧酸、1,6-萘二甲酸、1,7-萘二甲酸、2,7-萘二甲酸、4,4-二苯醚二羧酸、1,3-丙烷二羧酸、1,4-丁烷二羧酸、1,5-戊烷二羧酸中的一种或任意几种复配，优选为对苯二甲酸。上述液晶高分子材料的合成方法，该方法包括如下步骤：（1）酰化反应：按配比在反应釜中加入衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元、对乙酰氨基酚、酚酞分别与醋酸酐在催化剂的作用下进行酰化反应；（2）酯交换反应：将步骤（1）中酰化的衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元、对乙酰氨基酚、酚酞，按比例加入衍生自芳香族二羧酸的结构单元在催化剂作用下进行酯交换反应制备液晶高分子。所述的液晶高分子材料的合成方法，所述步骤（1）中酰化反应中衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元、对乙酰氨基酚、酚酞与醋酸酐的摩尔比分别为1：1:1:4.8，酰化反应中衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元、对乙酰氨基酚、酚酞中的羟基含量之和与醋酸酐的摩尔比为1:1.2。所述的液晶高分子材料的合成方法，所述步骤（1）中的催化剂选用过磷酸、三氟甲磺酸、氨基磺酸、吡啶、1-甲基吡咯、对甲基苯磺酸、4-二甲基吡啶中的一种或任意几种组合。所述的液晶高分子材料的合成方法，所述步骤（1）的酰化反应过程中通过通入氮气除去副产物醋酸，反应结束后将产物倒入冰水中析出沉淀，将其过滤，洗涤，烘干。所述的液晶高分子材料的合成方法，所述步骤（2）的酯交换反应的具体方法是：将步骤（1）中酰化的衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元、对乙酰氨基酚、酚酞，按比例加入衍生自芳香族二羧酸的结构单元在催化剂作用下进行酯交换反应，先升温到到120℃停留30分钟，然后开始升温反应，同时通氮气移除副产物醋酸，当反应液由白色转为澄清又开始转变为浑浊时，进一步升温，并加快搅拌速度，反应2-5h后，继续升温，同时开始抽真空移除醋酸，温度越高真空度越大，当升温到360-380℃时真空度达到70帕，观察到无明显醋酸抽出时反应结束，用氮气压出物料，冷却切粒。所述的液晶高分子材料的合成方法，所述步骤（2）中酯交换反应中所用催化剂为醋酸钠、1-甲基咪唑、醋酸镁、醋酸亚锡、醋酸铅、钛酸四丁酯、N，N-二甲基氨基吡啶、三氧化锑、醋酸钾、醋酸锌中的一种或任意几种复配。所述的液晶高分子材料的合成方法，所述步骤（2）中酯交换反应中所用催化剂用量占单体投料总质量的万分之一。有益效果：本专利技术利用酚酞的侧基结构，可以增加位阻，从而降低产物的熔点，而且改善了液晶高分子的溶解性，并且对乙酰氨基酚的加入对溶解性也有显著的提高，有助于解决现有技术制备的液晶高分子具有高熔点的问题。具体实施方式：本专利技术的一种液晶高分子材料，由以下成份组成：衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元、衍生自芳香族二羧酸的结构单元、对乙酰氨基酚、酚酞，各组分所占摩尔百分比范围依次为60-85%、7.5-20%、3-19%、1-4.5%。所述的液晶高分子材料，所述衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元为4’-羟基联苯基-4-羧酸、6-羟基-2-萘甲酸、对羟基苯甲酸一种或任意几种复配，优选为对羟基苯甲酸。所述的液晶高分子材料，所述衍生自芳香族二羧酸的结构单元为对苯二甲酸、1,1’-联苯-3,4’-二羧酸、1,1’-联苯-3,3’-二羧酸、1,6-萘二甲酸、1,7-萘二甲酸、2,7-萘二甲酸、4,4-二苯醚二羧酸、1,3-丙烷二羧酸、1,4-丁烷二羧酸、1,5-戊烷二羧酸中的一种或任意几种复配，优选为对苯二甲酸。上述液晶高分子材料的合成方法，该方法包括如下步骤：（1）酰化反应：按配比在反应釜中加入衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元、对乙酰氨基酚、酚酞分别与醋酸酐在催化剂的作用下进行酰化反应；（2）酯交换反应：将步骤（1）中酰化的衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元、对乙酰氨基酚、酚酞，按比例加入衍生自芳香族二羧酸的结构单元在催化剂作用下进行酯交换反应制备液晶高分子。所述的液晶高分子材料的合成方法，所述步骤（1）中酰化反应中衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元、对乙酰氨基酚、酚酞与醋酸酐的摩尔比分别为1：1:1:4.8，酰化反应中衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元、对乙酰氨基酚、酚酞中的羟基含量之和与醋酸酐的摩尔比为1:1.2。所述的液晶高分子材料的合成方法，所述步骤（1）中的催化剂选用过磷酸、三氟甲磺酸、氨基磺酸、吡啶、1-甲基吡咯、对甲基苯磺酸、4-二甲基吡啶中的一种或任意几种组合。所述的液晶高分子材料的合成方法，所述步骤（1）的酰化反应过程中通过通入氮气除去副产物醋酸，反应结束后将产物倒入冰水中析出沉淀，将其过滤，洗涤，烘干。所述的液晶高分子材料的合成方法，所述步骤（2）的酯交换反应的具体方法是：将步骤（1）中酰化的衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元、对乙酰氨基酚、酚酞，按比例加入衍生自芳香族二羧酸的结构单元在催化剂作用下进行酯交换反应，先升温到到120℃停留30分钟，然后开始升温反应，同时通氮气移除副产物醋酸，当反应液由白色转为澄清又开始转变为浑浊时，进一步升温，并加快搅拌速度，反应2-5h后，继续升温，同时开始抽真空移除醋酸，温度越高真空度越大，当升温到360-380℃时真空度达到70帕，观察到无明显醋酸抽出时反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶高分子材料，其特征在于，该液晶高分子材料由以下成份组成：衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元、衍生自芳香族二羧酸的结构单元、对乙酰氨基酚、酚酞，各组分所占摩尔百分比范围依次为60-85%、7.5-20%、3-19%、1-4.5%。/n

【技术特征摘要】
1.一种液晶高分子材料，其特征在于，该液晶高分子材料由以下成份组成：衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元、衍生自芳香族二羧酸的结构单元、对乙酰氨基酚、酚酞，各组分所占摩尔百分比范围依次为60-85%、7.5-20%、3-19%、1-4.5%。


2.根据权利要求1所述的液晶高分子材料，其特征在于，所述衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元为4’-羟基联苯基-4-羧酸、6-羟基-2-萘甲酸、对羟基苯甲酸一种或任意几种复配，优选为对羟基苯甲酸。


3.根据权利要求1所述的液晶高分子材料，其特征在于，所述衍生自芳香族二羧酸的结构单元为对苯二甲酸、1,1’-联苯-3,4’-二羧酸、1,1’-联苯-3,3’-二羧酸、1,6-萘二甲酸、1,7-萘二甲酸、2,7-萘二甲酸、4,4-二苯醚二羧酸、1,3-丙烷二羧酸、1,4-丁烷二羧酸、1,5-戊烷二羧酸中的一种或任意几种复配，优选为对苯二甲酸。


4.一种权利要求1-3之一所述液晶高分子材料的合成方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
（1）酰化反应：按配比在反应釜中加入衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元、对乙酰氨基酚、酚酞分别与醋酸酐在催化剂的作用下进行酰化反应；
（2）酯交换反应：将步骤（1）中酰化的衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元、对乙酰氨基酚、酚酞，按比例加入衍生自芳香族二羧酸的结构单元在催化剂作用下进行酯交换反应制备液晶高分子。


5.根据权利要求4所述的液晶高分子材料的合成方法，其特征在于，所述步骤（1）中酰化反应中衍生自芳香族羟基羧酸的结构单元、对乙酰氨基酚、酚酞与醋酸酐的摩尔比分别为1：1:1:4.8，酰化反应中衍生自芳香族羟基羧酸的结构单...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫茹，胡求学，张奇，张东宝，
申请(专利权)人：南京清研高分子新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32