[发明专利]聚醚类材料纯化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚醚类材料的提纯方法。

背景技术

材料科学作为现代科学技术的三大支柱之一，在当今社会中扮演着越来越重要的角色。其中非金属材料——尤其是高分子材料，正逐渐替代金属材料成为材料学的主导。它不仅具有轻质，价廉的特点，而且其性能与金属相比亦毫不逊色，甚至某些方面要优于金属材料。当前，高分子材料的研究和应用已经达到相当的发展阶段，其中耐高温，耐腐蚀，高强度的聚醚类材料表现尤其出色，其优异的性能是它在许多方面具有很高的应用价值。在航空航天方面，聚醚类材料可以替代铝和其他金属材料制造飞机零部件，其优异的阻燃性能可以降低飞机发生火灾使得危害。在电子器件方面，聚醚类材料是理想的电绝缘体，且能够在高温、高压和高湿度等恶劣的条件下，保持良好的电绝缘性。这使得聚醚类材料能够用来制造晶圆承载器、电子绝缘膜片以及各种连接器件等等。而在医疗方面聚醚类材料可以用于制作灭菌要求高、需要反复使用的手术和牙科设备，以及一些精密的医疗仪器。另外聚醚类材料最为重要的应用是可以替代金属制作人造骨骼，用聚醚类材料制作的人造骨骼具有质量轻，无毒，耐腐蚀等优点，而且它与人体骨骼十分相似，能与肌体有机的结合起来。

常见的聚醚类材料有很多，如聚苯醚、聚醚酮、聚醚砜、聚醚砜酮、聚醚醚酮等。聚醚类材料在制备过程中通常是用水和乙醇进行洗涤，去除其中的离子类杂质，但这种洗涤通常是在常压、常温及普通的敞口容器中进行，因此，洗涤后的聚醚类材料杂质含量依然较高，难以满足医疗等特殊行业的高端需求。为了获得较纯的聚醚类材料，现在也有采用有机溶剂萃取的方法，但成本高，且有机溶剂对环境会造成污染。

发明内容

本发明目的之一在于提供一种新的聚醚类材料的纯化方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：聚醚类材料的纯化方法，其特征在于：将需要纯化的聚醚类材料和溶剂加入到密闭的压力容器内，然后加热至120℃至200℃进行高温煮沸提纯，其中溶剂选自超纯水、乙醇、丙酮、四氢呋喃、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺中的任一种或其中任意两种的混合液。

优选的方案之一为加热时间为1-20小时。时间过短无法达到去除杂质的目的，而时间过长，会增加成本。

优选的方案之一为至少包括以下步骤：

步骤一：按重量份，将0.1-5份需要纯化的聚醚类材料和1-500份的溶剂加入到密闭的压力容器中，加热至120℃至200℃高温煮沸1-20小时；

步骤二：将步骤一所得产物冷却至室温，过滤，将滤出液体后得到的产物抽真空得到纯化的聚醚类材料。

通过以上方法，即可有效去除聚醚类材料中的金属离子或非金属离子杂质。

优选的方案之一为至少包括以下步骤：

步骤一：按重量份，将0.1-5份需要纯化的聚醚类材料和1-500份的溶剂加入到密闭的压力容器中，加热至120℃至200℃高温煮沸0.5-10小时；

步骤二：将步骤一所得产物冷却至室温，过滤；

步骤三：将步骤二滤出液体后所得的产物按步骤一和步骤二再重复处理至少一次；

步骤四：将步骤三滤出液体后得到的产物抽真空得纯化后的聚醚类材料。

通过两次以上的反复高温煮沸提纯，提纯效果更优。

本发明对聚醚类材料和溶剂的比例没有严格的限制，按重量比，可以是0.1-5：1-500，优选1：1-500，更优选的是1：10－100。

本发明聚醚类材料的提纯方法是在密闭的压力容器内进行高温煮沸，在煮沸的同时可产生自生压力，也即煮沸是在高温、加压且密闭的环境下进行，有效地提高了对聚醚类材料中金属离子和非金属离子的去除能力。

通过本发明的纯化方法纯化后的聚醚类材料的纯度远远高于工业级聚醚类材料的纯度，可用于制作人造骨医疗方面等。本发明聚醚类材料的纯化方法通过高压反应釜进行高温煮沸，不但成本低，而且易操作，易实现。另外，本发明聚醚类材料的纯化方法中所使用的溶剂均为常用的溶剂，不但价格便宜，而且对环境危害小。优选的溶剂为超纯水、乙醇或丙酮中的一种或它们中任意两种的混合液。这几种溶剂对环境更为友好，成本也较低。更优选的溶剂是超纯水。超纯水是一种纯度极高的水，这种水中除了水分子（H20）外，几乎没有什么杂质。比起普通水，超纯水可以防止在纯化过程中将新的离子类杂质带入到待纯化的聚醚类材料中。另一更优选的溶剂为超纯水和乙醇的混合液，超纯水和乙醇的混合比可以为0.1-99，优选的比例为1：1，此时纯化的效果较好。