一种性能优良的含硫醚的液晶聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种性能优良的含硫醚的液晶聚合物及其制备方法，具有如下结构：R0是烷基、苯基、萘基、联苯基中的一种；R1是碳数为2

【技术实现步骤摘要】
一种性能优良的含硫醚的液晶聚合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种性能优良的含硫醚的液晶聚合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]液晶聚合物(LCP)是一种介于固体结晶和液体之间的中间状态聚合物，其分子排列不像有序的固体晶态，也不像无序的液体，而是具有一定有序性，他们通常由小分子液晶基元键合而成，液晶基元可以是各种形态，因此其具备了常规高分子所无法比拟的优良性能。
[0003]LCP按照形成条件不同可以分为热致液晶聚合物以及溶致液晶聚合物，前者是指在熔融状态下大分子链的某些部分能呈现液晶性有序排列的聚合物，后者是指在溶液中大分子链的某些部分能呈现液晶性有序排列的聚合物。而热致液晶聚合物的分子主链刚性较大，在成型中虽然能够高度取向得到较高的力学性能，由于其存在大量刚性结构的影响，导致熔体流动性差、韧性较差，不利于在严苛的环境下使用，限制了其应用，因此为了改善其流动性及韧性，本专利技术通过分子结构设计制备获得了一种性能优良的含硫醚的液晶聚合物，有利于扩大其应用范围，具有良好的应用前景。

技术实现思路

[0004]为了解决常规液晶聚合物流动性差以及韧性差技术问题，而提供一种性能优良的含硫醚的液晶聚合物及其制备方法。通过在分子主链上引入硫醚和/或取代基上引入卤素氟，使得液晶聚合物兼具刚性和韧性，且具有高阻燃性能，同时分子链间的作用力较小，有利于提高液晶聚合物的流动性，易于加工成型。
[0005]为了达到以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]一种性能优良的含硫醚的液晶聚合物，具有如下式Ⅰ结构：
[0007][0008]其中，R0是烷基、苯基、萘基、联苯基中的一种；
[0009]R1是碳数为2
‑
5的正构烷基或异构烷基、联苯基中的一种，且R0和R1不能同时是烷基；
[0010]R2是苯基、联苯基、含有至少一个氟原子的芳香基、芳环烷基中的一种。
[0011]上述性能优良的含硫醚的液晶聚合物的制备方法，采用芳香二醇单体以及含硫醚基团的芳香二酸单体按照摩尔比为1.1
‑
1.25:1在180
‑
200℃下进行酯化反应，然后升温至210
‑
230℃下进行缩聚反应而获得；
[0012]所述含硫醚基团的芳香二酸单体的化学结构如下：
[0013]HOOC
‑
R1‑
S
‑
R0‑
S
‑
R1‑
COOH，
[0014]其中R0是烷基、苯基、萘基、联苯基中的一种；R1是碳数为2
‑
5的正构烷基或异构烷基、联苯基中的一种，且R0和R1不能同时是烷基；
[0015]所述芳香二醇为含有苯基、联苯基、含有至少一个氟原子的芳香基、芳环烷基中的任意一种基团的二元醇。
[0016]优选地，所述芳香二醇为对苯二酚、联苯二酚、3,3'
‑
二甲基
‑
4,4'
‑
联苯二酚、2,4
‑
二氟邻苯二酚、2,2
‑
双(3
‑
环己基
‑4‑
羟苯基)丙烷、1,1'
‑
双(4
‑
羟基苯基)环己烷中的一种。
[0017]进一步地，所述含硫醚基团的芳香二酸单体的获得是以二硫醇化合物、卤代腈化合物在第一催化剂的作用下先得到二硫醚芳腈，然后经酸化得到含硫醚基团的芳香二酸单体。
[0018]进一步地，所述二硫醇化合物为烷基二硫醇化合物、苯基二硫醇化合物、萘基二硫醇化合物、联苯基二硫醇化合物中的一种；
[0019]所述卤代腈化合物为卤代烷基腈化合物、卤代联苯腈化合物、卤代萘腈化合物中的一种；
[0020]所述第一催化剂为碱性化合物，如氨水、氢氧化钠、碳酸钠中的任意一种。
[0021]进一步地，所述含硫醚基团的芳香二酸单体的获得的具体反应过程为：
①
在带有分水器、搅拌装置的反应装置中加入二硫醇芳基化合物、卤代腈化合物、有机溶剂(N,N
‑
二甲基甲酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮、硝基苯二苯醚、二甲基亚砜中的任意一种)、第一催化剂，然后搅拌，升温至130
‑
160℃反应3
‑
5h，待基本没有蒸出液体流出时，将温度升高至170
‑
210℃继续反应4
‑
6小时后反应结束，待冷却至室温后，加水清洗产物，过滤，水洗3
‑
4遍后干燥得到二硫醚芳腈；
[0022]②
在新的带有回流、搅拌装置的反应瓶中加入二硫醚芳腈、第一催化剂和乙醇溶剂，升温至90
‑
150℃，反应15
‑
20h后结束反应，然后用盐酸调节pH值在3
‑
5之间，有沉淀物生成，过滤，再用蒸馏水洗涤多次后过滤，放入真空烘箱中干燥，得到含硫醚基团的芳香二酸单体；
[0023]具体地，上述性能优良的含硫醚的液晶聚合物的制备方法是：将含硫醚基团的芳香二酸单体和芳香二醇单体在第二催化剂的作用和氮气氛围下，加热至180
‑
200℃，搅拌下进行酯化反应4
‑
7h，待蒸出液达到理论值的70
‑
80wt％，反应体系中无气泡产生后，继续升温至210
‑
230℃，到达温度后撤去氮气并将反应体系抽真空至真空度保持在30Pa以内，进行缩聚反应3
‑
6h，待产物产生爬杆现象时停止反应，冷却至室温后获得式Ⅰ结构的刚韧兼具的阻燃液晶聚合物。
[0024]进一步地，所述第二催化剂由主催化剂和辅催化剂组成，所述主催化剂、辅催化剂的添加量分别为反应单体总质量的0.5％和0.2％；所述主催化剂为辛酸亚锡、三氧化二锑中的一种，所述辅催化剂为乙酸锌、钛酸四丁酯中的一种。
[0025]有益技术效果：本专利技术通过将含硫醚基团的芳香二酸与芳香二醇进行酯化缩聚反应制得含硫醚基团的液晶聚合物，具体是在分子主链上引入硫醚和/或侧链引入含氟基团，有利于降低分子链刚性和分子链间的作用力，降低液晶聚合物的加工温度，提高流动性，进而提高其加工性能，且在一定程度上能够降低成本；硫醚柔性基团的引入，使液晶兼具一定
刚性和韧性，同时具有高阻燃性能，有利于扩大其应用范围，具有良好的应用前景。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]除非另外具体说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种性能优良的含硫醚的液晶聚合物，其特征在于，具有如下结构：其中R0是烷基、苯基、萘基、联苯基中的一种；R1是碳数为2
‑
5的正构烷基或异构烷基、联苯基中的一种，且R0和R1不能同时是烷基；R2是苯基、联苯基、含有至少一个氟原子的芳香基、芳环烷基中的一种。2.根据权利要求1所述的一种性能优良的含硫醚的液晶聚合物的制备方法，其特征在于，采用芳香二醇单体以及含硫醚基团的芳香二酸单体按照摩尔比为1.1
‑
1.25:1在180
‑
200℃下进行酯化反应，然后升温至210
‑
230℃下进行缩聚反应而获得；所述含硫醚基团的芳香二酸单体的化学结构如下：HOOC
‑
R1‑
S
‑
R0‑
S
‑
R1‑
COOH，其中R0是烷基、苯基、萘基、联苯基中的一种；R1是碳数为2
‑
5的正构烷基或异构烷基、联苯基中的一种，且R0和R1不能同时是烷基；所述芳香二醇为含有苯基、联苯基、含有至少一个氟原子的芳香基、芳环烷基中的任意一种基团的二元醇。3.根据权利要求2所述的一种性能优良的含硫醚的液晶聚合物的制备方法，其特征在于，所述芳香二醇为对苯二酚、联苯二酚、3,3'
‑
二甲基
‑
4,4'
‑
联苯二酚、2,4
‑
二氟邻苯二酚、2,2
‑
双(3
‑
环己基
‑4‑
羟苯基)丙烷、1,1'
‑
双(4
‑
羟基苯基)环己烷中的一种。4.根据权利要求2所述的一种性能优良的含硫醚的液晶聚合物的制备方法，其特征在于，所述含硫醚基团的芳香二酸单体的获得是以二硫醇化合物、卤代腈化合物在第一催化剂的作用下先得到二硫醚芳腈，然后经酸化得到含硫醚基团的芳香二酸单体。5.根据权利要求4所述的一种性能优良的含硫醚的液晶聚合物的制备方法，其特征在于，所述二硫醇化合物为烷基二硫醇化合物、苯基二硫醇化合物、萘基二硫醇化合物、联苯基二硫醇化合物中的一种；所述卤代...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫红，潘凯，李军，苑红亮，张丽平，
申请(专利权)人：常州瑞杰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：