一种低温快速合成聚芳硫醚砜的方法与流程

1.本发明涉及高分子材料的技术领域，具体为一种低温快速合成聚芳硫醚砜的方法。


背景技术：

2.聚苯硫醚砜属于耐热高性能树脂，被作为热塑性高性能复合材料的基体和特种工程塑料使用，由于聚苯硫醚砜密度小、强度高，利用它制成的复合材料具有优良的耐高温性和优异的耐化学腐蚀性，在航天、航空、汽车、军工等领域有着广泛的应用前景，例如，可以通过合模成型技术制作成飞机的前机身，也可以制成成绝缘薄膜和耐温、耐腐蚀的分离膜，分别应用于电气绝缘和离子交换、电化学电池、燃料电池上。
3.现有的聚苯硫醚砜的合成工艺通常采用常压法、高压法或pps氧化法，但是对需要相对的高温加工，导致加工效率低，不安全，不利于生产。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种低温快速合成聚芳硫醚砜的方法，以解决上述背景技术中提出的加工效率低，不安全，不利于生产的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低温快速合成聚芳硫醚砜的方法，具体步骤如下：
6.s1、将聚乙二醇、双酚a碱金属盐和4,4
’‑
二氯二苯砜分别投入反应釜中，隔离通入惰性气体，在惰性气体的保护下，通入温度为70-80摄氏度的导热油将反应釜的温度提升至80-90℃，进行恒温搅拌15-25min，使4,4
’‑
二氯二苯砜完全溶解，得到第一溶液；
7.s2、将二硫醚键的二胺、二茂铁二甲酰氯以及含水硫化钠、氢氧化钠投入到反应釜中，维持反应釜温度80-90℃，恒温搅拌20-40min，在加热、搅拌作用下与步骤s1得到的第一溶液充分混合均匀；
8.s3、隔离通入冷却液给反应釜表面进行快速降温，当釜内温度降至50-80℃时，将复合催化剂水溶液加入到反应釜中；
9.s4、然后再一次隔离通入惰性气体，在惰性气体的保护下，通入温度为70-80摄氏度的导热油将反应釜的温度提升150℃-160℃进行反应，反应时间3-4h，得到含有聚芳硫醚砜树脂的固液混合物；
10.s5、然后向反应釜中加入去离子水，进行洗涤，获得若沉淀后反应釜中有大块固体产生，需要先将其粉碎后抽滤；若有沉淀后没有大块固体产生，则直接进行抽滤；在完成抽滤后，先采用无水甲醇对抽滤获得的反应产物颗粒进行洗涤至少10次，再采用去离子水，对固体颗粒进行洗涤至少10次后，通过干燥后得到聚芳硫醚砜产品。
11.作为优选，在步骤s1中恒温搅拌20min。
12.作为优选，在步骤s2中恒温搅拌39min。
13.作为优选，在步骤s2中温度提升155℃，并反应时间超过3.5h。
14.作为优选，所述所述复合催化剂为氯化锂和醋酸锂、反应单体4,4
’‑
二卤二苯砜的混合物。
15.作为优选，反应单体4,4
’‑
二卤二苯砜中的卤为氯元素或溴元素。
16.作为优选，所述复合催化剂的水溶液的配制方法如下：将去离子水和复合催化剂投入溶解釜中，搅拌10-30min，即得所述复合催化剂的水溶液。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明采用较低的温度合成聚芳硫醚砜，而且通过实验发现本发明的其平均特性粘数较高，说明其分子量高且较为稳定，其力学性能稳定性好，可重复性高与现有的几乎一致，另外申请所述方法的收率最低为88％，转化率高。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.实施例1：
20.本实施例公开的一种低温快速合成聚芳硫醚砜的方法，具体步骤如下：
21.s1、将聚乙二醇、双酚a碱金属盐和4,4
’‑
二氯二苯砜分别投入反应釜中，隔离通入惰性气体，在惰性气体的保护下，通入温度为70-80摄氏度的导热油将反应釜的温度提升至80-90℃，进行恒温搅拌15-25min，使4,4
’‑
二氯二苯砜完全溶解，得到第一溶液；
22.s2、将二硫醚键的二胺、二茂铁二甲酰氯以及含水硫化钠、氢氧化钠投入到反应釜中，维持反应釜温度80-90℃，恒温搅拌20-40min，在加热、搅拌作用下与步骤s1得到的第一溶液充分混合均匀；
23.s3、隔离通入冷却液给反应釜表面进行快速降温，当釜内温度降至50-80℃时，将复合催化剂水溶液加入到反应釜中；
24.s4、然后再一次隔离通入惰性气体，在惰性气体的保护下，通入温度为70-80摄氏度的导热油将反应釜的温度提升150℃-160℃进行反应，反应时间3-4h，得到含有聚芳硫醚砜树脂的固液混合物；
25.s5、然后向反应釜中加入去离子水，进行洗涤，获得若沉淀后反应釜中有大块固体产生，需要先将其粉碎后抽滤；若有沉淀后没有大块固体产生，则直接进行抽滤；在完成抽滤后，先采用无水甲醇对抽滤获得的反应产物颗粒进行洗涤至少10次，再采用去离子水，对固体颗粒进行洗涤至少10次后，通过干燥后得到聚芳硫醚砜产品。
26.作为优选，在步骤s1中恒温搅拌20min。
27.作为优选，在步骤s2中恒温搅拌39min。
28.作为优选，在步骤s2中温度提升155℃，并反应时间超过3.5h。
29.作为优选，所述所述复合催化剂为氯化锂和醋酸锂、反应单体4,4
’‑
二卤二苯砜的混合物。
30.作为优选，反应单体4,4
’‑
二卤二苯砜中的卤为氯元素或溴元素。
31.作为优选，所述复合催化剂的水溶液的配制方法如下：将去离子水和复合催化剂
投入溶解釜中，搅拌10-30min，即得所述复合催化剂的水溶液。
32.实施例2：
33.本实施例公开的一种低温快速合成聚芳硫醚砜的方法，具体步骤如下：
34.s1、将聚乙二醇、双酚a碱金属盐和4,4
’‑
二氯二苯砜分别投入反应釜中，隔离通入惰性气体，在惰性气体的保护下，通入温度为70摄氏度的导热油将反应釜的温度提升至80℃，进行恒温搅拌15min，使4,4
’‑
二氯二苯砜完全溶解，得到第一溶液；
35.s2、将二硫醚键的二胺、二茂铁二甲酰氯以及含水硫化钠、氢氧化钠投入到反应釜中，维持反应釜温度80℃，恒温搅拌20min，在加热、搅拌作用下与步骤s1得到的第一溶液充分混合均匀；
36.s3、隔离通入冷却液给反应釜表面进行快速降温，当釜内温度降至50-80℃时，将复合催化剂水溶液加入到反应釜中；
37.s4、然后再一次隔离通入惰性气体，在惰性气体的保护下，通入温度为70-80摄氏度的导热油将反应釜的温度提升150℃进行反应，反应时间3-4h，得到含有聚芳硫醚砜树脂的固液混合物；
38.s5、然后向反应釜中加入去离子水，进行洗涤，获得若沉淀后反应釜中有大块固体产生，需要先将其粉碎后抽滤；若有沉淀后没有大块固体产生，则直接进行抽滤；在完成抽滤后，先采用无水甲醇对抽滤获得的反应产物颗粒进行洗涤至少10次，再采用去离子水，对固体颗粒进行洗涤至少10次后，通过干燥后得到聚芳硫醚砜产品。
39.作为优选，所述复合催化剂的水溶液的配制方法如下：将去离子水和复合催化剂投入溶解釜中，搅拌20min，即得所述复合催化剂的水溶液。
40.实施例3：
41.本实施例公开的一种低温快速合成聚芳硫醚砜的方法，具体步骤如下：
42.s1、将聚乙二醇、双酚a碱金属盐和4,4
’‑
二氯二苯砜分别投入反应釜中，隔离通入惰性气体，在惰性气体的保护下，通入温度为72摄氏度的导热油将反应釜的温度提升至88℃，进行恒温搅拌20min，使4,4
’‑
二氯二苯砜完全溶解，得到第一溶液；
43.s2、将二硫醚键的二胺、二茂铁二甲酰氯以及含水硫化钠、氢氧化钠投入到反应釜中，维持反应釜温度86℃，恒温搅拌35min，在加热、搅拌作用下与步骤s1得到的第一溶液充分混合均匀；
44.s3、隔离通入冷却液给反应釜表面进行快速降温，当釜内温度降至50-80℃时，将复合催化剂水溶液加入到反应釜中；
45.s4、然后再一次隔离通入惰性气体，在惰性气体的保护下，通入温度为70-80摄氏度的导热油将反应釜的温度提升152℃进行反应，反应时间3h，得到含有聚芳硫醚砜树脂的固液混合物；
46.s5、然后向反应釜中加入去离子水，进行洗涤，获得若沉淀后反应釜中有大块固体产生，需要先将其粉碎后抽滤；若有沉淀后没有大块固体产生，则直接进行抽滤；在完成抽滤后，先采用无水甲醇对抽滤获得的反应产物颗粒进行洗涤至少10次，再采用去离子水，对固体颗粒进行洗涤至少10次后，通过干燥后得到聚芳硫醚砜产品。
47.实施例4：
48.本实施例公开的一种低温快速合成聚芳硫醚砜的方法，具体步骤如下：
49.s1、将聚乙二醇、双酚a碱金属盐和4,4
’‑
二氯二苯砜分别投入反应釜中，隔离通入惰性气体，在惰性气体的保护下，通入温度为70-80摄氏度的导热油将反应釜的温度提升至88℃，进行恒温搅拌24min，使4,4
’‑
二氯二苯砜完全溶解，得到第一溶液；
50.s2、将二硫醚键的二胺、二茂铁二甲酰氯以及含水硫化钠、氢氧化钠投入到反应釜中，维持反应釜温度88℃，恒温搅拌35min，在加热、搅拌作用下与步骤s1得到的第一溶液充分混合均匀；
51.s3、隔离通入冷却液给反应釜表面进行快速降温，当釜内温度降至78℃时，将复合催化剂水溶液加入到反应釜中；
52.s4、然后再一次隔离通入惰性气体，在惰性气体的保护下，通入温度为70-80摄氏度的导热油将反应釜的温度提升159℃进行反应，反应时间3.5h，得到含有聚芳硫醚砜树脂的固液混合物；
53.s5、然后向反应釜中加入去离子水，进行洗涤，获得若沉淀后反应釜中有大块固体产生，需要先将其粉碎后抽滤；若有沉淀后没有大块固体产生，则直接进行抽滤；在完成抽滤后，先采用无水甲醇对抽滤获得的反应产物颗粒进行洗涤至少10次，再采用去离子水，对固体颗粒进行洗涤至少10次后，通过干燥后得到聚芳硫醚砜产品。
54.实施例5：
55.本实施例公开的一种低温快速合成聚芳硫醚砜的方法，具体步骤如下：
56.s1、将聚乙二醇、双酚a碱金属盐和4,4
’‑
二氯二苯砜分别投入反应釜中，隔离通入惰性气体，在惰性气体的保护下，通入温度为70-80摄氏度的导热油将反应釜的温度提升至90℃，进行恒温搅拌25min，使4,4
’‑
二氯二苯砜完全溶解，得到第一溶液；
57.s2、将二硫醚键的二胺、二茂铁二甲酰氯以及含水硫化钠、氢氧化钠投入到反应釜中，维持反应釜温度90℃，恒温搅拌40min，在加热、搅拌作用下与步骤s1得到的第一溶液充分混合均匀；
58.s3、隔离通入冷却液给反应釜表面进行快速降温，当釜内温度降至80℃时，将复合催化剂水溶液加入到反应釜中；
59.s4、然后再一次隔离通入惰性气体，在惰性气体的保护下，通入温度为80摄氏度的导热油将反应釜的温度提升160℃进行反应，反应时间4h，得到含有聚芳硫醚砜树脂的固液混合物；
60.s5、然后向反应釜中加入去离子水，进行洗涤，获得若沉淀后反应釜中有大块固体产生，需要先将其粉碎后抽滤；若有沉淀后没有大块固体产生，则直接进行抽滤；在完成抽滤后，先采用无水甲醇对抽滤获得的反应产物颗粒进行洗涤至少10次，再采用去离子水，对固体颗粒进行洗涤至少10次后，通过干燥后得到聚芳硫醚砜产品。
61.下面结合上述实施例进行本发明与现有技术制备的聚芳硫醚砜树脂对比发现本发明的其平均特性粘数较高，说明其分子量高且较为稳定，其力学性能稳定性好，可重复性高与现有的几乎一致，另外申请所述方法的收率最低为88％，转化率高。
62.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有
变化囊括在本发明内。