專利名稱：聚芳硫醚腈酰亞胺共聚物及其制備方法
技術領域：
本發明涉及高分子材料領域，具體涉及一種聚芳硫醚腈酰亞胺共聚物及其制備方法。
背景技術：
聚硫醚酰亞胺是一種熱塑性高分子材料，由于在剛性的聚酰亞胺主鏈中引入了柔性的硫醚單元，這類聚合物不僅具有良好的熱穩定性、機械性能，還具有良好的溶解性和可熔融加工的特點，因此關于聚硫醚酰亞胺的研究有很多文獻報道。美國專利US3989712， US4054584, US4092297, US4499285, US4625037，文獻《由異構的硫醚二酐和氧醚二胺所合成的均聚和共聚酰亞胺的氣體透過性能》(Journal of AppliedPolymer Science 1997， 63，1821-18 )與《由異構的二苯硫醚二酐所合成的聚酰亞胺》(Journal of Polymer Science =Part A :Polymer Chemistry，2006，44，959-967)都曾報道了聚硫醚酰亞胺的制備。然而，上述文獻都是先合成硫醚二酐，如公開號為CN17M528A的中國專利中公開了一種用于制備聚酰亞胺原料硫醚二酐的方法，然后和各種二胺聚合制備聚硫醚酰亞胺，反應步驟較為繁瑣。公開號為CN101531758A的中國專利申請中公開了一種在上述聚硫醚酰亞胺的合成方法基礎上進行改進的方法，用雙取代酞酰亞胺和硫磺直接聚合的辦法，得到了成本較低并且綜合性能優異的聚硫醚酰亞胺。盡管聚硫醚酰亞胺具有諸多優點，但其耐熱性能和加工性能還需進一步改進，成本還需進一步降低。選擇一種合適的共聚單體進行共聚是得到性能可調聚合物的一種方法。歐洲專利EP0292279和文獻《可以用作高溫層壓樹脂的帶有氰基側基的聚芳硫醚》 (Journal of PolymerScience :Polymer Chemistry Edition，1974，12，1301-1311)與《聚苯硫醚的結構改性》(高分子材料科學與工程，1992，1,7-15)報道了通過在聚苯硫醚結構中引入氰基側基來改善聚苯硫醚耐熱性，使其玻璃化轉變溫度、熔融溫度和分解溫度大大提高。可見，將強極性的基團氰基引入聚合物側鏈中可以使聚合物保持較好的熱穩定性和力學性能。
發明內容
本發明提供了一種具有較高分子量和良好綜合性能的聚芳硫醚腈酰亞胺共聚物。本發明還提供了一種聚芳硫醚腈酰亞胺共聚物的制備方法。一種聚芳硫醚腈酰亞胺共聚物，其結構通式如式I :
權利要求
1. 一種聚芳硫醚腈酰亞胺共聚物，其結構通式如式I
2.根據權利要求1所述的聚芳硫醚腈酰亞胺共聚物，其特征在于，所述的A選自
3.根據權利要求1或2所述的聚芳硫醚腈酰亞胺共聚物的制備方法，其特征在于，包括步驟采用式II所示結構的雙取代酞酰亞胺與硫磺和二鹵苯腈在還原劑、催化劑和反應助劑存在下進行共聚反應，制備聚芳硫醚腈酰亞胺共聚物；
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的二鹵苯腈與雙取代酞酰亞胺的物質的量之比為0. 1 99. 9 0. 1 99. 9 ；所述的硫磺的物質的量與雙取代酞酰亞胺和二鹵苯腈總物質的量之比為0. 90 1. 30 1 ；所述的共聚反應溫度為60°C 260°C。
5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的二鹵苯腈的結構通式如式式III中，D與D'相同或不同，D與D'各自獨立的選自氟原子、氯原子或者溴原子中的一種，且D與D ‘取代位置各自獨立在2-位、3-位、4-位、5-位或者6-位。
6.根據權利要求3或5所述的制備方法，其特征在于，所述的二鹵苯腈選自2，6-二氯苯腈、2，6- 二氟苯腈、2，6- 二溴苯腈、2-氯-6溴苯腈、2，4- 二氯苯腈、3，5- 二氯苯腈、2， 5- 二氟苯腈、2，4- 二氟苯腈、2，4- 二溴苯腈、2-氯-4-溴苯腈中的一種或多種。
7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的還原劑選自甲酸鹽、草酸鹽、 醛、胼、羥胺、金屬單質、還原性鹽、氫化物、氨氣、氫氣中的至少一種；所述的反應助劑或催化劑選自碳酸鹽、碳酸氫鹽、磷酸鹽、磷酸氫鹽、氫氧化堿、鹵化物、相轉移催化劑中的至少一種。
8.根據權利要求3或7所述的制備方法，其特征在于，所述的共聚反應在苯類溶劑中或者在苯類溶劑與極性非質子溶劑的混合溶劑中或者在極性非質子溶劑中進行；所述的極性非質子溶劑選自N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、六甲基磷酰三胺、二苯砜或環丁砜中的一種或多種。所述的苯類溶劑選自苯、甲苯、二甲苯或者氯苯中的一種或多種。
9.根據權利要求3或8所述的制備方法，其特征在于，所述的共聚反應在惰性氣體的氣氛中進行。
10.根據權利要求3或9所述的制備方法，其特征在于，所述的共聚反應在至少一種鏈封端劑存在下進行；所述的鏈封端劑為式IV所示結構的化合物
全文摘要
本發明公開了一種聚芳硫醚腈酰亞胺共聚物，其結構通式如式I，式I中，a和b分別代表聚合度，a與b的比例為0.1～99.9∶0.1～99.9；硫醚鍵在聚合物中酞酰亞胺結構單元上的3-位或4-位，以及苯腈結構單元上的2-位、3-位、4-位、5-位或者6-位；A為取代或未取代的脂肪烴基、取代或未取代的芳香基團中的一種。其制備方法，包括采用雙取代酞酰亞胺和硫磺為原料，與二鹵苯腈進行共聚反應，制備聚芳硫醚腈酰亞胺共聚物。該共聚物具有良好并且可以調節的熱穩定性、較寬的加工窗口和優良的加工性能。
文檔編號C08G73/10GK102206343SQ201010134969
公開日2011年10月5日 申請日期2010年3月30日 優先權日2010年3月30日
發明者嚴慶, 方省眾, 朱光輝, 胡本林 申請人:中國科學院寧波材料技術與工程研究所