一种高性能多元聚砜类树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高性能多元共聚聚砜类树脂的制备方法及应用，采用分子结构设计，在聚合过程中加入含有刚性酰胺基团的芳香型双酚单体，该单体与双酚A或者双酚S或者联苯二酚及4,4

【技术实现步骤摘要】
一种高性能多元聚砜类树脂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种高性能多元聚砜类树脂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚砜类树脂是一类分子主链上含有砜基和醚键的无定形热塑性特种工程塑料，目前已经商业化的聚砜类树脂主要有双酚A型聚砜(PSF，结构如式a所示)、聚醚砜(PES，结构如式b所示)和聚苯砜(PPSU，结构如式c所示)三种。
[0003][0004]聚砜类树脂具有刚性和韧性好、耐高温、耐热氧化、耐磨、耐酸碱、耐溶剂等优异的综合性能，已被广泛应用于医疗器械、航天航空、光学仪器、电子等高端领域材料。然而，聚砜类树脂因分子链中无亲水基团，导致其具有较强的疏水性，使其在水处理、生物医疗等领域中的应用受到限制，尤其是膜类材料。对此，现有技术中主要是通过接枝亲水性基团(如磺酸基团)对聚醚砜树脂进行亲水改性都是以聚砜树脂为基质，后期进行改性，实验过程复杂，涉及设备仪器较多。另外，对于双酚A型聚砜类树脂，其在聚合时由于双酚A中柔性基团异丙基易和4,4
’‑
二氯二苯砜反应形成环状二聚体(结构如式d所示)、环状三聚体等环状低聚体。环状低聚体与相应的线性聚合物具有相同的结构单元，但不存在端基，结构对称，性能稳定，在溶剂中溶解度差，易结晶析出，影响聚砜类树脂的透明度、力学性能；另外，在实际生产应用中会因为聚砜类树脂中的环状低聚体结晶析出而堵塞生产设备或者粘附在设备壁，对应用设备造成污染及增加生产成本。
[0005][0006]因此，解决聚砜类树脂的疏水性及环状低聚体的问题，提高聚砜类树脂性能，是聚砜类树脂改性研究的重点，对于拓宽聚砜类树脂在膜材料的应用具有重要意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种具有良好亲水性和生物相容性、耐热性高、力学强度高、且环状低聚体含量低的高性能多元聚砜类树脂。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供上述高性能多元聚砜累树脂的制备方法。
[0009]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0010]一种高性能多元聚砜类树脂，其结构包括二酚单元与二苯砜单元，其中，二酚单元与二苯砜单元的摩尔比为1:1；
[0011]所述二苯砜单元衍生自4,4
’‑
二氯二苯砜；
[0012]所述二酚单元包括衍生自含酰胺基团的芳香型双酚单体的二酚单元Ⅰ和衍生自双酚A、双酚S或联苯二酚中的任意两种单体的二酚单元Ⅱ；
[0013]当二酚单元Ⅱ衍生自双酚A和双酚S时，以二酚单元的摩尔百分比计，所述二酚单元衍生自10
‑
30mol％含酰胺基团的芳香型双酚单体、10
‑
40mol％双酚A和10
‑
30mol％双酚S；
[0014]当二酚单元Ⅱ衍生自双酚A和联苯二酚时，以二酚单元的摩尔百分比计，所述二酚单元衍生自10
‑
30mol％含酰胺基团的芳香型双酚单体、20
‑
40mol％双酚A和20
‑
40mol％联苯二酚；
[0015]当二酚单元Ⅱ衍生自双酚S和联苯二酚时，以二酚单元的摩尔百分比计，所述二酚单元衍生自5
‑
15mol％含酰胺基团的芳香型双酚单体、10
‑
30mol％双酚S和10
‑
30mol％联苯二酚。
[0016]优选的，当二酚单元Ⅱ衍生自双酚A和双酚S时，以二酚单元的摩尔百分比计，所述二酚单元衍生自15
‑
20mol％含酰胺基团的芳香型双酚单体、10
‑
30mol％双酚A和10
‑
20mol％双酚S；
[0017]优选的，当二酚单元Ⅱ衍生自双酚A和联苯二酚时，以二酚单元的摩尔百分比计，所述二酚单元衍生自10
‑
20mol％含酰胺基团的芳香型双酚单体、20
‑
30mol％双酚A和20
‑
30mol％联苯二酚；
[0018]优选的，当二酚单元Ⅱ衍生自双酚S和联苯二酚时，以二酚单元的摩尔百分比计，所述二酚单元衍生自10
‑
15mol％含酰胺基团的芳香型双酚单体、15
‑
25mol％双酚S和15
‑
25mol％联苯二酚。
[0019]本专利技术所述含酰胺基团的芳香型双酚单体的结构为其中，R1和R2分别为分别为杂环芳香基团或多环芳香基团中的任意一种；所述R3为H、
‑
CH3、
‑
CF3、
‑
C
n
H
2n+1
、等其他非活性有机基团中任意一
种；所述n为大于或等于2的正整数；杂环芳香基团是指构成环的原子除碳原子外，还至少含有一个杂原子的芳香基团；所述多环芳香基团是指两个或两个以上苯环以稠环形式相连的芳香基团；所述R1和R2相同或不同。
[0020]优选的，所述含酰胺基团的芳香型双酚单体选自优选的，所述含酰胺基团的芳香型双酚单体选自
[0021]本专利技术还提供上述高性能多元聚砜类树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0022]S1.成盐反应：将二酚单体和4,4
’‑
二氯二苯砜按比例投入反应器，通入惰性气体，在70
‑
90℃溶解于非质子极性溶剂，加入成盐剂和分水剂，升温至170
‑
190℃，保温1
‑
3h；
[0023]S2.聚合反应：观察带水情况，当体系基本不带水后，15
‑
20℃为间隔阶梯升温至220
‑
240℃，蒸出分水剂，保温4
‑
8h，待溶液粘度增长至设定粘度，得到聚砜类树脂粘液；
[0024]S3.后处理：将聚砜类树脂粘液经过冷却、粉碎、过滤、洗涤、干燥，即得产物高性能多元聚砜类树脂。
[0025]所述高性能多元聚砜类树脂的制备方法中的二酚单体选自含酰胺基团的芳香型双酚单体、双酚A、双酚S或联苯二酚。
[0026]当二酚单体选自含酰胺基团的芳香型双酚单体、双酚A和双酚S时，所述含酰胺基团的芳香型双酚单体、双酚A、双酚S和4,4
’‑
二氯二苯砜的摩尔比1
‑
3:1
‑
4:1
‑
3:10；优选为3
‑
4：2
‑
6:2
‑
4:10；
[0027]当二酚单体选自含酰胺基团的芳香型双酚单体、双酚A和联苯二酚时，所述含酰胺基团的芳香型双酚单体、双酚A、联苯二酚和4,4
’‑
二氯二苯砜的摩尔比为1
‑
3:2
‑
4:2
‑
4:10；优选为1
‑
2:2
‑
3:2
‑
3:10；
[0028]当二酚单体选自含酰胺基团的芳香型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能多元聚砜类树脂，其特征在于，其结构包括二酚单元与二苯砜单元，其中，二酚单元与二苯砜单元的摩尔比为1:1；所述二苯砜单元衍生自4,4
’‑
二氯二苯砜；所述二酚单元包括衍生自含酰胺基团的芳香型双酚单体的二酚单元Ⅰ和衍生自双酚A、双酚S或联苯二酚中的任意两种单体的二酚单元Ⅱ；当二酚单元Ⅱ衍生自双酚A和双酚S时，以二酚单元的摩尔百分比计，所述二酚单元衍生自10
‑
30mol％含酰胺基团的芳香型双酚单体、10
‑
40mol％双酚A和10
‑
30mol％双酚S；当二酚单元Ⅱ衍生自双酚A和联苯二酚时，以二酚单元的摩尔百分比计，所述二酚单元衍生自10
‑
30mol％含酰胺基团的芳香型双酚单体、20
‑
40mol％双酚A和20
‑
40mol％联苯二酚；当二酚单元Ⅱ衍生自双酚S和联苯二酚时，以二酚单元的摩尔百分比计，所述二酚单元衍生自5
‑
15mol％含酰胺基团的芳香型双酚单体、10
‑
30mol％双酚S和10
‑
30mol％联苯二酚。2.根据权利要求1所述的高性能多元聚砜类树脂，其特征在于，当二酚单元Ⅱ衍生自双酚A和双酚S时，以二酚单元的摩尔百分比计，所述二酚单元衍生自15
‑
20mol％含酰胺基团的芳香型双酚单体、10
‑
30mol％双酚A和10
‑
20mol％双酚S；当二酚单元Ⅱ衍生自双酚A和联苯二酚时，以二酚单元的摩尔百分比计，所述二酚单元衍生自10
‑
20mol％含酰胺基团的芳香型双酚单体、20
‑
30mol％双酚A和20
‑
30mol％联苯二酚；当二酚单元Ⅱ衍生自双酚S和联苯二酚时，以二酚单元的摩尔百分比计，所述二酚单元衍生自10
‑
15mol％含酰胺基团的芳香型双酚单体、15
‑
25mol％双酚S和15
‑
25mol％联苯二酚。3.根据权利要求1所述的高性能多元聚砜类树脂，其特征在于，所述含酰胺基团的芳香型双酚单体的结构为其中，R1和R2分别为分别为杂环芳香基团或多环芳香基团中的任意一种；所述R3为H、
‑
CH3、
‑
CF3、
‑
C
n
H
2n+1
、、等其他非活性有机基团中任意一种；所述n为大于或等于2的正整数；杂环芳香基团是指构成环的原子除碳原子外，还至少含有一个杂原子的芳香基团；所述多环芳香基团是指两个或两个以上苯环以稠环形式相连的芳香基团；所述R1和R2相同或不同。4.根据权利要求3所述的高性能多元聚砜类树脂，其特征在于，所述含酰胺基团的芳香
型双酚单体选自型双酚单体选自型双酚单体选自5.根据权利要求1
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4任一项所述的高性能多元聚砜类树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.成盐反应：将二酚单体和4,4
’‑
二氯二苯砜按比例...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贤文，金永珠，潘宏程，黄文刚，梁军，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：