專利名稱：制備聚對苯撐苯并二噁唑聚合物的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種聚合物的制備方法。
背景技術：
聚對苯撐苯并二卩惡唑(ΡΒ0,Poly-p-phenylenebenzobisthiazoIe)屬于一種芳香族雜環(huán)剛性棒狀液晶聚合物，具有良好的化學性能，阻燃性，高溫穩(wěn)定性，抗蠕變性，耐化學腐蝕性和耐物理磨損性。PBO是根據(jù)分子結構與性能原理開發(fā)出的新型聚合物，其分子結構式如下
其鏈接角(即剛性主鏈單元上的環(huán)外鍵之間的夾角)均為180°，且重復單元結構中只存在苯環(huán)兩側(cè)的兩個單鍵，不能內(nèi)旋轉(zhuǎn)，所以為剛性棒狀分子，能夠形成溶致液晶。PBO分子結構中無弱鍵，加之液晶紡絲工藝使得纖維中不僅保持了液晶分子良好的取向，而且賦予了纖維一定程度的二維和三維有序性，其優(yōu)異的性能首先表現(xiàn)為拉伸強度達5. 8GPa，拉伸模量為280 380GPa，其密度僅為I. 56 X 103kg/m3，熱分解溫度高達650°C。PBO纖維優(yōu)異的性能，決定了其在航空航天，軍工產(chǎn)品，體育用品等許多領域中應用前景十分廣闊。PBO纖維作為增強材料在彈道導彈殼體，火箭發(fā)動機和行星探索氣球領域的應用，對武器裝備的輕量化，小型化和高性能化起著至關重要的作用。用PBO纖維制造的高溫過濾袋和過濾氈，高溫下長期使用仍可保持高強度高耐磨性；用其制造的高性能消防服和焊接工作服等耐熱工作服在火焰中不燃燒，不收縮，非常柔軟；利用PBO纖維高模量的特性，可用于光導纖維的增強。在橡膠增強方面，用其代替鋼絲作為輪胎的增強材料，使輪胎輕量化，有助于節(jié)能。PBO纖維也可在密封墊片，膠管等橡膠制品，各種樹脂，塑料，鋼筋混凝土抗震水泥構件和高性能同步傳動帶中作為增強材料；同時，PBO纖維還是制作各種高性能繩索，光纜保護層材料，運動服，航空服，體育器材，防彈材料的理想材料。目前，PBO聚合物的制備方法有中間相聚合法、三甲基硅烷基化法、單體成鹽法和多聚磷酸法，其中后兩種方法被廣泛使用。但是，單體成鹽法和多聚磷酸法也存在各自的優(yōu)缺點單體成鹽法能避免脫除氯化氫的過程、縮短反應時間，保證兩單體DAR和TPA等當量比聚合，但此鹽易氧化，難操作和儲存，不適合工業(yè)化，反應路線如下
權利要求
1.制備聚對苯撐苯并二噁唑聚合物的方法，其特征在于制備聚對苯撐苯并二噁唑聚合物的方法如下 一、將二氯化錫加入到濃度為0.01 0. lmol/L的氫氧化鈉水溶液中至二氯化錫的濃度為0. 01mol/L 0. lmol/L,然后再將2mol對苯二甲酸和Imol 4,6-二氨基間苯二酹加入到濃度為0. 01 0. lmol/L的氫氧化鈉水溶液中，反應Ih I. 5h,冷凍干燥，即得絡合鹽； 二、將Imol4，6-二氨基間苯二酚鹽酸鹽和560g多聚磷酸放入聚合反應釜中，多聚磷酸的質(zhì)量濃度為85%，在80°C的條件下真空脫除氯化氫氣體，然后將Imol絡合鹽加入聚合反應釜，在120°C反應12h 18h，再將350 420g五氧化二磷加入聚合反應釜，在140°C 160°C反應16 24h，得預聚物料，將預聚物料放入雙螺桿反應器中，在180°C反應2 4h，再在200°C反應I 2h，即得聚對苯撐苯并二噁唑聚合物。
2.根據(jù)權利要求I所述制備聚對苯撐苯并二噁唑聚合物的方法，其特征在于步驟一中二氯化錫的濃度為0. 02mol/L 0. 09mol/Lo
3.根據(jù)權利要求I所述制備聚對苯撐苯并二噁唑聚合物的方法，其特征在于步驟一中二氯化錫的濃度為0. 05mol/L。
4.根據(jù)權利要求I所述制備聚對苯撐苯并二噁唑聚合物的方法，其特征在于步驟一中將2mol對苯二甲酸和Imol 4,6-二氨基間苯二酹加入到濃度為0. lmol/L的氫氧化鈉水溶液中，反應I. 2h。
5.根據(jù)權利要求I所述制備聚對苯撐苯并二噁唑聚合物的方法，其特征在于步驟二中在120°C反應13h。
6.根據(jù)權利要求I所述制備聚對苯撐苯并二噁唑聚合物的方法，其特征在于步驟二中在120°C反應14h。
7.根據(jù)權利要求I所述制備聚對苯撐苯并二噁唑聚合物的方法，其特征在于步驟二中在120°C反應15h。
8.根據(jù)權利要求I所述制備聚對苯撐苯并二噁唑聚合物的方法，其特征在于步驟二中在120°C反應16h。
9.根據(jù)權利要求I所述制備聚對苯撐苯并二噁唑聚合物的方法，其特征在于步驟二中在120°C反應17h。
10.根據(jù)權利要求I所述制備聚對苯撐苯并二噁唑聚合物的方法，其特征在于步驟二中在150°C反應24h。
全文摘要
制備聚對苯撐苯并二噁唑聚合物的方法，它涉及一種聚合物的制備方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有方法脫除氯化氫氣體時間長、反應效率低的問題。本方法如下一、制備絡合鹽；二、將4，6-二氨基間苯二酚鹽酸鹽和多聚磷酸放入聚合反應釜中，脫除氯化氫氣體，加入聚合反應釜，再將五氧化二磷加入聚合反應釜，得預聚物料，將預聚物料放入雙螺桿反應器中，即得聚對苯撐苯并二噁唑聚合物。本發(fā)明涉及的方法通過減少4，6-二氨基間苯二酚鹽酸鹽的用量，縮短了脫除氯化氫的反應時間，通過對4，6-二氨基間苯二酚的氨基基團的完全保護避免了絡合鹽的極易氧化，使用本方法制備的PBO聚合物，反應時間短，分子量高，雜質(zhì)含量低，有利于后續(xù)紡絲工藝的進行。
文檔編號C08G73/22GK102634023SQ20121012240
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月24日 優(yōu)先權日2012年4月24日
發(fā)明者孟令輝, 宋波, 黃玉東 申請人:哈爾濱工業(yè)大學