[发明专利]一种水溶性聚硫醚及合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水溶性聚硫醚及其合成方法。在聚电解质的主链为引入络合能力强的硫键，为聚合物在配位、催化、水处理、智能凝胶等领域提供平台。

背景技术

含硫配位原子的聚合物对过渡金属具有良好的吸附性能，易形成稳定的鳌合物。具有配位能力高，无难闻臭味等优点，在萃取、重金属离子处理等方面有广泛的应用。同时，聚硫醚由于其极好的耐燃油性而广泛用于航空航天密封剂中。含硫聚合物分为两类。一类是是以交联聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲醋为母体体的含硫聚合物，它们大多数以碳-碳链为主链，侧链带各种含硫基团，对金属的吸附能力主要依赖于侧链的鳌合基团的数量、性质。而主链即碳-碳链结构对其吸附能力则无多大贡献，因为它缺少活性配位原子。另一类是主链含硫聚合物，能够提高树脂中功能基的含量。在US6172179，US5959071和US5912319中所公开的，通过乙烯基醚和多硫醇自由基催化加成反应制得的聚硫醚的成本低，并且无恶臭和无酸性副产物生成。US4366307中描述的含有烷基侧链的聚硫醚。由多硫醇、多环氧化物和多乙烯基醚两步加成反应制得的聚硫醚已在US6486297中公开。专利99804625.6公开了利用二-和多硫羟基聚硫醚与二乙烯基化合物得到聚硫醚。这些多硫化合物均不是水溶性的。

发明内容

发明所要解决的技术问题是设计并合成主链含有硫醚的聚电解质。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水溶性聚硫醚及合成方法。

含硫聚合物电解质具有含硫主链和亲水性的离子型官能团侧链，所述离子型侧链官能团是碳酸根、磺酸根和磷酸根；所述主链引入单硫和多硫键。其分子结构式如下：

其中：

式中A为吡啶、苯、联苯、萘、菲、噻吩、吡咯等或者碳碳键；

R为-CH₃甲基或者H；

B为羧酸、磺酸、磷酸，或羧酸、磺酸、磷酸的碱(土)金属盐；

x表示1～10的整数；

n是聚合度。

制备过程是将等摩尔的二卤代化合物与硫化物在水溶液中反应。卤化物的结构式(II)如下：

式中A为吡啶、苯、联苯、萘、菲、噻吩、吡咯等或者碳碳键；

R为-CH₃甲基或者H；

B为羧酸、磺酸、磷酸，或羧酸、磺酸、磷酸的碱(土)金属盐；

X为卤素，可以是F，Cl，Br，I；首选Cl和Br。

硫化物的通式为Na₂S_x。其中x的范围是为1-10，由Na₂S与一定比例的S在水溶液中反应得到，不用分离直接进行下一步反应。

将上述得到的溶液在一定温度下等摩尔混合，反应一定时间后在与水互溶的有机溶剂中沉淀，过滤即得到产品。

附图说明

图1：聚合物1的核磁图

图2：聚合物2的核磁图

具体实施方式

下述实施例用于解释说明，而不应该解释为对发明的任何形式的限制。

实施例1：

10.0g(68mmol)对乙烯基苯甲酸溶于100mL氯仿，置于冰浴中。11.2g(70mmol)溴溶于50mL氯仿滴入上述溶液，反应4h，旋干溶剂，得到20.8g白色固体对(1，2-二溴乙基)苯甲酸。1.364g(5.88mmol)对(1，2-二溴乙基)苯甲酸溶于10mL NaOH水溶液(含NaOH 0.235g)与10mL含有1.412g(5.88mmol)Na₂S·9H₂O混合，搅拌24h后，倒入500mL乙醇，得到白色沉淀，过滤，真空干燥得到白色固体。

实施例2：

1.364g(5.88mmol)对(1，2-二溴乙基)苯甲酸溶于10mL NaOH水溶液(含NaOH 0.235g)与10mL含有1.412g(5.88mmol)Na₂S·9H₂O混合，搅拌24h后，倒入500mL乙醇，得到白色沉淀，过滤，真空干燥得到白色固体。