[发明专利]聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑)的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合物的制备方法。

背景技术

聚(2，5-二羟基-1，4-苯撑吡啶并二咪唑)(PIPD)具有特殊的氢键网络结构，力学性能突出，耐热及耐燃性优良，与热固型树脂基体粘结性好，是一种比较理想的高性能纤维，作为增强材料可用于制作各种聚合物基纤维复合材料。

目前，聚[2，5-二羟基-1，4-苯撑吡啶并二咪唑]主要是采用2，5-二羟基对苯二甲酸(简称为THTA)与2，3，5，6-四氨基吡啶(简称为TAP)聚合而成。由于其原料2，3，5，6-四氨基吡啶(简称为TAP)以盐酸盐的形式存在，在聚合PIPD的过程中需要先脱去氯化氢气体，脱去氯化氢的反应时间长(一般在24～40小时)；由于TAP在聚合初期容易氧化，导致聚合过程中单体等摩尔比被破坏，影响了PIPD的分子量，使制得PIPD的性能降低。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有制备PIPD技术存在反应时间长及TAP在聚合初期容易氧化，无法等摩尔比聚合的问题；而提供了聚(2，5-二羟基-1，4-苯撑吡啶并二咪唑)的制备方法。

方案一：本发明聚(2，5-二羟基-1，4-苯撑吡啶并二咪唑)的制备方法是按下述方法制备的：一、在氮气的气氛下，向质量百分比浓度为83.69％的多聚磷酸溶液中加入2，3，5，6-四氨基吡啶的盐酸盐、2，5-二羟基对苯二甲酸和锡粉，搅拌均匀，在80℃条件下加热反应3～4h，升温至100℃，保温至检测不到氯化氢气体为止；二、再将反应温度控制在90～120℃，保温反应4～5h，再升温至140～160℃，保温反应3～5h，然后升温至180℃，保温反应3h；三、将步骤二的产物冷却至室温后浸到水中，再在100℃条件下，真空干燥48～60h；即得到聚(2，5-二羟基-1，4-苯撑吡啶并二咪唑)；其中步骤一中2，3，5，6-四氨基吡啶的盐酸盐与2，5-二羟基对苯二甲酸的摩尔比为1：1，多聚磷酸溶液的用量占多聚磷酸、2，3，5，6-四氨基吡啶的盐酸盐和2，5-二羟基对苯二甲酸总质量的86％～88％，锡粉占多聚磷酸、2，3，5，6-四氨基吡啶的盐酸盐和2，5-二羟基对苯二甲酸总质量的0.5～1％。

方案二：本发明聚(2，5-二羟基-1，4-苯撑吡啶并二咪唑)的制备方法是由下述反应完成的：一、在氮气气氛下，向多聚磷酸溶液中加入2，3，5，6-四氨基吡啶-2，5-二羟基对苯二甲酸盐和锡粉(作为防氧化剂及还原剂)，多聚磷酸溶液中五氧化二磷的质量含量为83.5％，混匀后升温至100℃，保温反应1h；二、将步骤一的反应体系升温至120℃，以40～60r/min的转速搅拌反应2h，加热过程中补加五氧化二磷以保证五氧化二磷质量浓度为83.69％；三、再升温至140℃，保温反应2h，然后升温至180℃，保温反应1h；四、将步骤三的产物浸到水中，然后在100℃条件下真空干燥48～60h，即得到聚(2，5-二羟基-1，4-苯撑吡啶并二咪唑)，步骤一中TD盐占2，3，5，6-四氨基吡啶-2，5-二羟基对苯二甲酸盐和多聚磷酸溶液总质量的16％～20％，锡粉用量占2，3，5，6-四氨基吡啶-2，5-二羟基对苯二甲酸盐和多聚磷酸溶液总质量的0.5％～1％。

本发明涉及了用2，5-二羟基对苯二甲酸和2，3，5，6-四氨基吡啶盐酸盐为原料在多聚磷酸溶剂中分别通过直接脱氯化氢方法和TD盐聚合法制备聚(2，5-二羟基-1，4-苯撑吡啶并二咪唑)(PIPD)。上述方法具有反应周期短、原料不易氧化、单体按等摩尔比聚合得到聚合物的分子量高、产品性能好、工艺操作简单且易于工业化的优点。

具体实施方式