[发明专利]用于聚(苯醚)制造的方法和相关聚(苯醚)

说明书

一种制备聚(苯醚)的方法，包括：在放热期内，在容器中将氧和一元酚连续添加到非极性溶剂和聚合催化剂，该聚合催化剂包括金属盐、胺、和季铵盐，从而形成聚合混合物，其中以0.5:1至1.2:1的摩尔比添加氧和一元酚；以及停止一元酚的连续添加；以及在构建期内，继续氧添加直到聚合混合物的粘度没有进一步增加。一种聚(苯醚)，具有在氯仿中利用Ubbelohde毛细管玻璃粘度计在25℃下测得的0.5至2.0分升/克的特性粘度、1至10的多分散性以及单峰分子量分布，通过该方法制备。

背景技术

聚(苯醚)是以优异的耐水性、尺寸稳定性、和固有的阻燃性、以及高透氧性、和氧/氮选择性而闻名的一类塑料。可以通过共混聚(苯醚)与各种其他塑料来定制性能如强度、刚度、耐化学性、和耐热性以满足各种消费品的要求，例如，管道装置、电器箱、汽车部件、用于电线和电缆的绝缘件、和中空纤维膜的要求。可以借助于聚(苯醚)共聚物来获得可用于某些应用的改善的性能。

商业聚(苯醚)的一个实例是聚(2,6-二甲基-1,4-苯醚)，其通过2,6-二甲基苯酚(2,6-dimethylphenol)(还被称为2,6-二甲苯酚(2,6-xylenol))的氧化聚合来大规模地制备。对于某些产品应用，例如中空纤维膜，高分子量聚(2,6-二甲基-1,4-苯醚)是可取的。然而，高分子量聚(2,6-二甲基-4-苯醚)可以具有双峰分子量分布，如在图1的GPC迹线中所指示的。

不受理论束缚，低分子量部分被认为是由在聚(2,6-二甲基-1,4-苯醚)与2,2',6,6'-联苯醌(2,2’,6,6’-diphenoquinone)的平衡期间的聚合物链断裂造成的。低分子量部分的存在导致高多分散性并且可以不利地影响聚(苯醚)的物理性能和耐氧化性。例如，低分子量部分具有按比例更高量的酚端基，其容易氧化。因此，可取的是，发展改善的方法来产生具有单峰分子量分布和低多分散性的高分子量聚(苯醚)。上述方法应是商业上可扩展的、经济的、和符合环保要求的。

发明内容

用于制备聚(苯醚)的方法包括：在放热期内，在容器中向非极性溶剂和聚合催化剂(包括金属盐、胺、和季铵盐)连续添加氧和以下结构的一元酚从而形成聚合混合物：

其中Z¹每次出现独立地是卤素、未取代或取代的C₁-C₁₂烃基(前提是烃基不是叔烃基)、C₁-C₁₂烃硫基、C₁-C₁₂烃氧基、或C₂-C₁₂卤代烃氧基(其中2至12个碳原子分开卤素和氧原子)；以及Z²每次出现独立地是氢、卤素、未取代或取代的C₁-C₁₂烃基(前提是烃基不是叔烃基)、C₁-C₁₂烃硫基、C₁-C₁₂烃氧基、或C₂-C₁₂卤代烃氧基(其中2至12个碳原子分开卤素和氧原子)，其中以0.5:1至1.2:1的摩尔比添加氧和一元酚；以及停止一元酚的连续添加；以及在构建期(build period)内，继续氧添加直到聚合混合物的粘度没有进一步增加。通过上述方法制备聚(苯醚)，其具有在氯仿中利用Ubbelohde毛细管玻璃粘度计在25℃下测得的0.5至2.0分升/克的特性粘度(intrinsic viscosity)、1至10的多分散性、和单峰分子量分布。

附图说明

现参照附图，图1示出了高分子量聚(2,6-二甲基-1,4-苯醚)的商业样品的凝胶渗透色谱迹线。

图2是反应图解：2,6-二甲基苯酚氧化聚合形成聚(2,6-二甲基-4-苯醚)，2,6-二甲基苯酚氧化二聚化形成2,2',6,6'-联苯醌；以及2,2',6,6'-联苯醌与聚(2,6-二甲基-4-苯醚)平衡形成内部和端部联苯基单元，其衍生自2,2',6,6'-联苯醌。