双酚型聚芳酯及采用其制备生物质来源的聚芳酯材料的方法技术

本发明专利技术属于聚芳酯材料技术领域，具体涉及双酚型聚芳酯及采用其制备生物质来源的聚芳酯材料的方法。本发明专利技术所述的双酚型聚芳酯，结构通式为：，其中，R为，所述的制备生物质来源的聚芳酯材料的方法，包括以下步骤：将4,4'

【技术实现步骤摘要】
双酚型聚芳酯及采用其制备生物质来源的聚芳酯材料的方法


[0001]本专利技术属于聚芳酯材料
，具体涉及双酚型聚芳酯及采用其制备生物质来源的聚芳酯材料的方法。

技术介绍

[0002]聚芳酯（Polyarylates，简称PAR）是一类分子主链主要由苯环与酯键相连而成的热塑性聚合物。其分子结构与聚碳酸酯（PC）相似，但比前者具有更高的苯环密度。由于其较强的刚性分子结构，这种材料具有优异的耐热性、机械性能、耐候性以及透光性等。使用温度可在150℃以上，是位于塑料的金字塔仅次于聚酰亚胺的第二阶级的特种工程塑料。可作为薄膜、纤维、复合材料等广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电器等领域，因此受到了研究者的广泛关注。目前市场上主流的产品是型号为U
‑
100的产品。
[0003]传统的聚芳酯材料综合性能优良，但其常用的单体双酚A工业上是由苯酚与丙酮制得的。目前发现双酚A会从塑料中游离出来（不完全聚合、生物化学降解和热机械应力等）污染环境，并已在儿童和成人的体液（如人体血液、尿液）和组织中被检测到。同时BPA也对人类健康的有多重不利影响，例如癌症、生殖问题等。
[0004]并且传统的聚芳酯材料制备所用的原料间苯二甲酰氯与对苯二甲酰氯也同样是石油基来源单体，其上游单体为对苯二甲酸与间苯二甲酸。
[0005]CN114573801A提出了一种苯酚红型聚芳酯材料的制备方法，以苯酚红、双酚A、间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯为原料制备了一种新型聚芳酯，这种材料具有优异的耐热性以及力学性能和加工流动性。CN110408021A提出了一种高强度耐水解高流动性聚芳酯及其制备方法，选取一系列双酚单体以及芳香族二甲酰氯单体制备出性能更为优异的聚芳酯材料。但以上所用的合成单体均为石油基来源，并非生物质来源单体。
[0006]综上所述，传统聚芳酯材料虽然性能优异，但其常用单体均为石油基来源，不利于能源的可持续发展。因此开发生物质来源单体替代石油基单体用于聚芳酯的合成，制备出一种生物基聚芳酯具有重大意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种双酚型聚芳酯，采用其制备生物质来源的聚芳酯材料的方法，以生物质为原料制得，环保可持续，对环境友好。
[0008]本专利技术所述的双酚型聚芳酯，结构通式为：，
其中，R为、或，n为整数，其数值为30
‑
150。
[0009]所述的采用双酚型聚芳酯制备生物质来源的聚芳酯材料的方法，包括以下步骤：（1）将4,4'
‑
亚甲基双(5
‑
异丙基
‑2‑
甲基苯酚)、氢氧化钠、苄基三乙基氯化铵加入水中，搅拌溶解，得到无机相溶液；（2）将芳香族二甲酰氯化合物加入二氯甲烷中，搅拌，得到有机相溶液；（3）将有机相溶液滴加到无机相溶液中进行聚合反应，反应结束后得到聚合物溶液；（4）将聚合物溶液酸洗后，用水洗涤纯化，倒入乙醇中沉淀过滤；（5）将沉淀物粉碎，洗涤，真空干燥，得到双酚型聚芳酯；（6）将双酚型聚芳酯用溶剂搅拌溶解，抽滤，将滤液挥发后，真空干燥，得到聚芳酯材料。
[0010]步骤（1）的无机相溶液和步骤（2）的有机相溶液的所有原料，按照以下重量份数进行配比：4,4'
‑
亚甲基双(5
‑
异丙基
‑2‑
甲基苯酚)150
‑
160份、氢氧化钠45
‑
50份、苄基三乙基氯化铵15
‑
25份、水4000
‑
6000份、芳香族二甲酰氯化合物100
‑
115份、二氯甲烷2000
‑
3000份。
[0011]芳香族二甲酰氯为对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、2,5
‑
呋喃二甲酰氯的一种或多种。
[0012]步骤（3）的聚合反应温度为20
‑
30℃，反应时间为10
‑
15h，搅拌速度为300
‑
600r/min。
[0013]步骤（3）的有机相溶液滴加到无机相溶液中的滴加速度为2mL/min
‑
3mL/min。
[0014]步骤（4）的洗涤纯化直至洗涤所分离的水相溶液pH为中性。
[0015]步骤（5）的真空干燥温度为120
‑
150℃，干燥时间为10
‑
15h。
[0016]步骤（6）的溶剂为二氯甲烷、氯仿的一种或两种，干燥温度为100
‑
130℃，干燥时间为10
‑
15h。
[0017]4,4'
‑
亚甲基双(5
‑
异丙基
‑2‑
甲基苯酚)的结构式为：。
[0018]具体的，所述的采用双酚型聚芳酯制备生物质来源的聚芳酯材料的方法，包括以下步骤：（1）将4,4'
‑
亚甲基双(5
‑
异丙基
‑2‑
甲基苯酚)、氢氧化钠、苄基三乙基氯化铵加入带有机械搅拌的去离子水的三口烧瓶中，搅拌溶解，得到无机相溶液。
[0019]（2）将芳香族二甲酰氯化合物加入带有二氯甲烷的单口瓶中，磁子搅拌，得到有机相溶液。
[0020]（3）将有机相溶液倒入到恒压滴液漏斗中，在300
‑
600r/min的条件下，按照2mL/min
‑
3mL/min缓慢滴加到三口烧瓶中的到无机相溶液中，进行聚合反应，反应温度20
‑
30℃，
反应时间10
‑
15h，反应结束后分离出上层的无机相溶液，得到的有机相，即聚合物溶液。
[0021]（4）向聚合物溶液中加入4mL稀盐酸酸洗后，用去离子水洗涤纯化，至洗涤所分离的水相溶液pH为中性，倒入400mL乙醇中沉淀过滤。
[0022]（5）将沉淀物粉碎，洗涤，在120
‑
150℃真空干燥10
‑
15h，得到双酚型聚芳酯。
[0023]（6）将双酚型聚芳酯用溶剂搅拌溶解，用砂芯漏斗抽滤后，将滤液倒入表面皿中，自然挥发后放入真空烘箱中100℃下干燥10h，得到聚芳酯材料。
[0024]本专利技术采用的4,4'
‑
亚甲基双（5
‑
异丙基
‑2‑
甲基苯酚）是从松节油中提取出来的生物基单体香芹酚通过简单一步法合成所得，其具有较强的刚性结构，并且合成路线简单，从生物质资源中再得，减少石油资源消耗，将其替代双酚A用于聚芳酯领域合成具有很大价值。
[0025]本专利技术采用的2,5
‑
呋喃二甲酸（FDCA）是目前被认为最为理想的PTA生物基替代品，是一种生物基芳香化学品，为生物质单体之一。2,5
‑
呋喃二甲酰氯是由2,5
‑
呋喃二甲酸与氯化亚砜制备而成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双酚型聚芳酯，其特征在于：结构通式为：，其中，R为、或，n为整数，其数值为30
‑
150。2.一种采用权利要求1所述的双酚型聚芳酯制备生物质来源的聚芳酯材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将4,4'
‑
亚甲基双(5
‑
异丙基
‑2‑
甲基苯酚)、氢氧化钠、苄基三乙基氯化铵加入水中，搅拌溶解，得到无机相溶液；（2）将芳香族二甲酰氯化合物加入二氯甲烷中，搅拌，得到有机相溶液；（3）将有机相溶液滴加到无机相溶液中进行聚合反应，反应结束后得到聚合物溶液；（4）将聚合物溶液酸洗后，用水洗涤纯化，倒入乙醇中沉淀过滤；（5）将沉淀物粉碎，洗涤，真空干燥，得到双酚型聚芳酯；（6）将双酚型聚芳酯用溶剂搅拌溶解，抽滤，将滤液挥发后，真空干燥，得到聚芳酯材料。3.根据权利要求2所述的双酚型聚芳酯制备生物质来源的聚芳酯材料的方法，其特征在于：步骤（1）的无机相溶液和步骤（2）的有机相溶液的所有原料，按照以下重量份数进行配比：4,4'
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亚甲基双(5
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异丙基
‑2‑
甲基苯酚)150
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160份、氢氧化钠45
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50份、苄基三乙基氯化铵15
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25份、水4000
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6000份、芳香族二甲酰氯化合物100
‑
115份、二氯甲烷2000
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3000份。4.根据权利要求2所述的双酚型聚芳酯制备生物质...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智慧，胡发明，杨建玲，孙健，代书铭，王永，孙庆民，李光辉，
申请(专利权)人：山东凯盛新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：