[发明专利]一种侧链具有醇羟基的聚芳醚、制备方法及其在分离膜方面的应用

说明书

一种侧链具有醇羟基的聚芳醚、制备方法及该聚芳醚聚合物在分离膜方面的应用，属于高分子材料及其制备技术领域。其是以2‑(4’‑羟乙基苯基)对苯二酚、双(4‑氟苯基)砜或4,4′‑二氟二苯甲酮为原料，碳酸钾为成盐剂，环丁砜为溶剂，甲苯为除水剂；在Ar氛围下升温至140～155℃，维持此温度3～4h，然后以3～5℃/小时的梯度升温至170～190℃，维持此温度6～7h；所得溶液倒入蒸馏水中，将所得白色条状固体打碎，分别用蒸馏水和无水乙醇煮沸蒸馏3～5次，过滤干燥后得到侧链具有醇羟基的聚芳醚。利用此类材料制备了分离膜，实验表明由聚合物侧链具有醇羟基具有亲水性，所制得的分离膜具有较高的纯水通量，横截面结构照片可见表层具有上下非对称的指状结构及空腔结构，有利于水分子迅速通过。

技术领域

本发明属于高分子材料及其制备技术领域，具体涉及一种侧链具有醇羟基的聚芳醚、制备方法及该聚芳醚聚合物在分离膜方面的应用。

背景技术

聚芳醚酮和聚芳醚砜是大家所熟知的特种工程塑料，具有极其优良的的机械性能和热稳定性。由聚芳醚酮和聚芳醚砜制备的膜材料被广泛用于分离膜、油水分离膜等方面。对聚醚砜和聚醚酮进行功能化是实现膜材料功能的根本原因。

在已有侧链的聚醚砜和聚醚酮的基础上进一步功能化是实现聚醚砜和聚醚酮材料功能优化改善的主要方法之一，此方法简单易行，成本较低。侧链含有醇羟基的聚芳醚砜和聚芳醚酮，有运用在分离领域的潜质，因为侧链上的醇羟基是亲水基团而主链的结构疏水，可用于分离膜；此外，羟基是一个很活泼的取代基团，可以通过溴代反应制得侧链含有溴基团的聚芳醚砜及聚芳醚酮，具有广泛的应用领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种侧链具有醇羟基的聚芳醚(包括聚芳醚酮和聚芳醚砜)、制备方法及该聚芳醚聚合物在分离膜方面的应用。

侧链具有醇羟基的聚芳醚砜的结构式如下所示

侧链具有醇羟基的聚芳醚酮的结构式如下所示

本发明所述的侧链具有醇羟基的聚芳醚是以侧链具有醇羟基的双酚单体制备得到。本发明所述的一种侧链具有醇羟基的双酚单体，其名称为2-(4’-羟乙基苯基)对苯二酚，其结构式如下所示：

本发明所述的侧链具有醇羟基双酚单体的制备方法，其步骤如下：

(1)首先通过重氮盐偶联反应制备4’-羟乙基苯基对苯二醌：向对氨基苯乙醇、水、浓盐酸(10～15mol·L^-1)的混合体系中逐滴加入亚硝酸钠水溶液，在0～2℃下搅拌2～3h；然后将此混合溶液逐滴加入对苯二醌、碳酸氢钠和水的混合浊液中，同时保持温度为5～8℃，机械搅拌3～5h，将所得悬浊液过滤，得砖红色的的4’-羟乙基苯基对苯二醌产物；其中对氨基苯乙醇、浓盐酸、亚硝酸钠、对苯二醌、碳酸氢钠、水的摩尔比例为1：3～5：1～2：0.83～0.9：3～4：15～45；

(2)使用锌粉盐酸还原4’-羟乙基苯基对苯二醌制得2-(4’-羟乙基苯基)对苯二酚：向步骤(1)制得的4’-羟乙基苯基对苯二醌中加入锌粉和水，开启磁力搅拌，在Ar氛围下缓慢逐滴加入浓盐酸(10～15mol·L^-1)，加热至回流，回流2～3h；反应结束后在Ar氛围下热过滤，将冷却后析出的固体用乙酸乙酯溶解，将滤液用乙酸乙酯萃取3～5次，将萃取液混合，以纯乙酸乙酯为展开剂进行柱层析分离，含有所制备单体的乙酸乙酯溶液会首先流出，将该单体的乙酸乙酯溶液置于旋蒸蒸发仪中除去溶剂，所得固体干燥后得到白色粉末即为2-(4’-羟乙基苯基)对苯二酚；其中4’-乙醇基苯基对苯二醌、锌粉、浓盐酸、水的摩尔比为1：3～3.5：6～8：30～50。

本发明所述的2-(4’-羟乙基苯基)对苯二酚的制备反应式如下：