[发明专利]一种具有可修饰基团的聚砜、及其制备方法以及修饰后的聚砜

说明书

本发明提供了一种具有可修饰基团的聚砜、及其制备方法以及修饰后的聚砜。本发明提供的制备方法中，先将苯酚类化合物与卤化二苯砜反应，形成联苯醚，再采用超酸作为催化剂，将联苯醚与靛红类化合物进行羟烷基化反应，从而得到式(1)所示具有可修时基团的聚砜。本发明的制备方法中，由于羟基中间体联苯醚的反应活性远高于含羰基的单体，使得在超酸条件下，两种单体可以在不等当量的投料下实现聚合，不需精密称量，降低了操作和控制难度；且在得到联苯醚单体后，与靛红类化合物在室温下即可实现聚合，相比于现有技术，对反应条件的要求明显降低。同时，本发明的制备方法能够提高聚合度，获得高分子量产物，并提高产品收率。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，特别涉及一种具有可修饰基团的聚砜、及其制备方法以及修饰后的聚砜。

背景技术

聚砜是20世纪60年代出现的一类热塑性工程塑料，是在分子主链上含有芳香基和砜基的一类材料。目前主要分为以下三种类型：

双酚A型聚砜

这类聚砜的英文名称为polysulfone，简称PSU，结构式为

这种聚砜是市面上最为常见的聚砜，由双酚A和二氯二苯砜在碱性条件下缩聚得到。该类聚合物由于含有异亚丙基和醚键，减少了分子间的相互作用力并赋予聚合物韧性和良好的熔融加工性，砜基和亚苯基则提供了刚性、耐热性及抗氧化能力。

聚芳砜

聚芳砜是由双芳环磺酰氯和芳环进行缩聚得到的。它是一种非双酚A型聚芳砜，英文名称polyarylsulphone,简称PAS，结构式为：

由于分子结构不含有异亚丙基和脂肪族的C—C键，却含有大量的联苯结构，因此具有更为突出的耐热性和耐氧化性，但是熔体粘度大，加工性能不及传统聚砜。

聚醚砜

聚醚砜是由4，4’-双磺酰氮二苯醚在无水氯化铁催化下，与二苯醚缩合制得，英文名称为polyether sulfone,简称PES。结构式为：

聚醚砜的分子结构是由醚基、砜基和亚苯基组成，醚键可以赋予聚合物柔顺性，而砜基可以改善聚合物的耐热性。

以上几类聚砜由于缺少活性结构单元，后改性只能采用氯甲基化、傅克酰基化等反应。氯甲基化要使用剧毒的甲基氯甲醚试剂[Lin C.,Takai N.,Fundamentalstudy ofnoncross-linking anion exchange membranes[J].Journal of Membrane Science,1994,88:77-83.]。此外，采用这两类反应很难精确的控制接枝连段的引入位置和引入量[Wang,G.G.,Weng,Y.M.,Chu,D.,Chen,R.R.,Xie,D.,Developing a polysulfone-basedalkaline anion exchange membrane for improved ionic conductivity[J].Journalof Membrane Science,2009,332:63-68.]。

近年来，研究人员试图通过单体改性再聚合的方法，得到带有功能化基团的改性聚砜。如公开号为CN101704946的专利申请公开了一种含有季胺侧基的聚芳醚的制备方法，利用曼尼希反应，在活性芳香环上引入叔胺侧基，且叔胺侧基的引入位置和数量均是可控的。但是，这种聚合物(结构式如下式1所示)只能在碳酸铯做碱的条件下聚合而成，价格昂贵，没有办法实现大规模生产。