一种高性能聚苯砜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聚苯砜树脂，按摩尔百分比计，包括衍生自以下单体的结构单元：联苯二酚5

【技术实现步骤摘要】
一种高性能聚苯砜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聚苯砜树脂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚苯砜(PPSU)由联苯二酚和4,4
’‑
二氯二苯砜通过成盐、缩聚制得，其结构如式Ⅰ所示。聚苯砜主链中具有高强度的联苯结构和高度共轭的砜结构，不但具有更好的长期耐高温性、阻燃性、耐水解性和物理机械性能，而且具有突出的耐冲击性能、耐应力开裂性能、耐化学环境性和卫生安全性，是一种应用广泛的热塑性特种工程塑料。
[0003][0004]然而，聚苯砜链中无亲水基团，导致其具有较强的疏水性，限制了其在水处理膜及生物医疗中膜材料的应用。现有技术主要是通过接枝亲水性基团如胺基、磺酸基团等对聚苯砜树脂进行改性，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。受合成技术和成本等因素的影响，我国所需要的高性能PPSU大多依赖进口，存在价格昂贵和供货不及时等问题。因此，尽快研究开发并生产出高强度、良好亲水性及生物相容性的高性能聚苯砜树脂，填补国内高性能聚苯砜材料的供应缺口、满足潜在市场的强劲需求，已成为我国高分子科学界和高分子材料工业界的迫切任务。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种高性能聚苯砜树脂，具有良好的亲水性和生物相容性，且耐热性高、力学强度高。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供上述高性能聚苯砜树脂的制备方法。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0008]一种高性能聚苯砜树脂，按摩尔百分比计，包括衍生自以下单体的结构单元：
[0009]联苯二酚
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
35mol％；
[0010]含酰胺基团的芳香型双酚单体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
35mol％；
[0011]4,4
’‑
二氯二苯砜
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
50mol％。
[0012]优选的，所述的高性能聚苯砜树脂，按摩尔百分比计，包括衍生自以下单体的结构单元：
[0013]联苯二酚
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
‑
30mol％；
[0014]含酰胺基团的芳香型双酚单体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
‑
20mol％；
[0015]4,4
’‑
二氯二苯砜
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
50mol％。
[0016]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稠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；所述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。
[0017]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优选的，所述含酰胺基团的芳香型双酚单体选自优选
[0018]本专利技术还提供上述高性能聚苯砜树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0019]S1.成盐反应：将联苯二酚、含酰胺基团的芳香型双酚单体和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；
[0020]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230
‑
240℃，保温3
‑
6h，待溶液粘度增长至设定粘度，得到聚苯砜树脂粘液；
[0021]S3.后处理：将聚苯砜树脂粘液经过冷却、粉碎、过滤、洗涤、干燥，即得聚苯砜树脂产物。
[0022]所述联苯二酚、含酰胺基团的芳香型双酚单体和4,4
’‑
二氯二苯砜的摩尔比为1
‑
7:1
‑
7:10；优选为1
‑
3:1
‑
2:5。
[0023]所述非质子极性溶剂选自N
‑
甲基吡咯烷酮、N,N
’‑
二甲基甲酰胺、N,N
’‑
二甲基乙酰胺、二苯砜、二甲基亚砜或环丁砜中的任意一种或几种，优选为环丁砜，固含为30％
‑
40％。
[0024]所述成盐剂的摩尔量为联苯二酚和含酰胺基团的芳香型双酚单体摩尔总量的1.05
‑
1.3倍；所述成盐剂选自氢氧化钾、碳酸钾、氢氧化钠、碳酸氢钠或碳酸钠中的任意一种或几种，优选为碳酸钠。
[0025]所述分水剂选自甲苯、二甲苯、均三甲苯、邻三甲苯、间三甲苯、乙苯、乙苯和或偏乙苯中的任意一种或几种，优选为二甲苯，分水剂添加量为溶剂体积的1/4
‑
1/5。
[0026]本专利技术还提供上述高性能聚苯砜树脂的应用，具体可作为膜材料应用于在水处理或生物医疗领域。
[0027]本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0028]本专利技术采用分子结构设计，通过选用特定结构的含酰胺基团的芳香型双酚单体、联苯二酚和4,4
’‑
二氯二苯砜共聚制备得到主链含有刚性酰胺基团的新型聚苯砜树脂。酰胺基团常见于生物大分子中，聚苯砜链中酰胺基的存在有效提高生物相容性；且酰胺基团内部存在牢固的氢键，使聚苯砜具有良好的亲水性；同时由于酰胺基基团中胺基氮上的未共用电子对与羰基的双键、碳氮单键形成共轭体系，有效提高了聚苯砜的力学性能和耐热性。本专利技术的高性能聚苯砜树脂，具有良好的亲水性和生物相容性、且耐热性高、力学强度高，能够作为膜材料应用于在水处理或生物医疗等领域，进一步拓宽了聚苯砜材料的应用。
具体实施方式
[0029]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0030]本专利技术实施例和对比例所用的其他原料均来源于市购，但不限于这些材料。
[0031]相关性能测试方法或标准：
[0032](1)玻璃化温度：测试方法参照ISO 75
‑
1/
‑
2；
[0033](2)拉伸强度：测试方法参照ISO 5271
‑
201本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能聚苯砜树脂，其特征在于，其特征在于，在传统聚苯砜树脂结构中加入含有刚性酰胺基团的芳香型双酚结构，按摩尔百分比计，包括衍生自以下单体的结构单元：联苯二酚
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
35mol％；含酰胺基团的芳香型双酚单体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
35mol％；4,4
’‑
二氯二苯砜
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
50mol％。2.根据权利要求1所述的高性能聚苯砜树脂，其特征在于，按摩尔百分比计，包括衍生自以下单体的结构单元：联苯二酚
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
‑
3mol％；含酰胺基团的芳香型双酚单体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
‑
20mol％；4,4
’‑
二氯二苯砜
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
50mol％。3.根据权利要求1所述的高性能聚苯砜树脂，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稠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；所述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所述的高性能聚苯砜树脂，其特征在于，所述含酰胺基团的芳香型双酚单体选自酚单体选自酚单体选自优选
5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的高性能聚苯砜树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.成盐反应：将联苯二酚、含酰胺基团的芳香型双酚单体和4,4
’‑
二氯二...

【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：