[发明专利]一种含氨基聚芳醚类聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种含氨基聚芳醚类聚合物及其制备方法和应用；该含氨基聚芳醚类聚合物具有式(1)所示的结构；其中，n≥10；Ar为芳香基团；该制备方法包括以下步骤：a)在碱催化剂作用下，将式(8)所示结构的含氨基的二酚单体和芳香二卤单体在极性非质子溶剂中进行亲核缩聚，得到含氨基聚芳醚类聚合物；与现有技术相比，本发明选择特定原料按照特定工艺步骤合成含氨基聚芳醚类聚合物，合成的新型含氨基聚芳醚类聚合物通过氨基的引入，能够显著提高聚芳醚类聚合物亲水性进而提高其抗污染性及生物相容性；同时，该含氨基聚芳醚类聚合物制备成膜后可进行交联，得到的交联膜具有较好的耐溶剂性。

技术领域

本发明涉及聚合物膜材料技术领域，更具体地说，是涉及一种含氨基聚芳醚类聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

聚芳醚类聚合物是一种兴起于上世纪六、七十年代，由于航天工业对耐热、高强、轻质有机材料的需求而发展起来的特种高分子材料，普遍具有较高的耐热性能、良好的加工性、优异的机械性能和尺寸稳定性，材料合成简单，性价比高。聚芳醚类聚合物主要包括聚芳醚、聚芳醚砜、聚芳醚酮、聚芳醚腈等；其中聚芳醚砜类代表产品包括聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚苯砜(PPSU)等，聚芳醚酮类代表产品包括聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)等。它们由于其优良的性能，聚芳醚类聚合物被广泛的应用于电子、电气、机械、医疗、食品、汽车及航空航天等工业领域，是公认的高性能工程塑料。

然而，传统的聚芳醚类聚合物膜存在如下问题：(1)未经官能化的聚芳醚类聚合物是疏水性的，其制备的分离膜容易发生膜污染，导致膜的性能下降，分离成本上升；普遍认为，膜材料经亲水化改性后，可降低膜对蛋白质等有机物的吸附，提高膜的生物相容性及分离膜的水通量。(2)无定型的聚芳醚类聚合物制备的分离膜，如聚砜、聚醚砜膜通常只能在水体系下长期使用，而对于有机溶剂体系或有机溶剂与水的混合体系中的分离，则由于发生溶胀甚至溶解，因此难以胜任；而通过引入可交联的官能团可以通过成膜后交联以制备耐溶剂分离膜。

氨基作为一种较亲水的官能团在引入后能够增强材料的亲水性。此外氨基具有较强的反应活性，含氨基的聚合物制备成膜后可进行进一步修饰，包括后接枝，交联等，进而制备具有各种特定功能的分离膜。例如，含氨基聚芳醚制备的分离膜可以很容易得与交联剂进行交联制备耐有机溶剂的分离膜。制备的耐溶剂膜在石油化工、精细化工、生物医药、汽车制造等诸多领域具有良好的应用前景。如姜振华等人(CN101463128A)用4-胺基苯基对苯二酚作为反应单体将氨基苯侧基引入聚芳醚类聚合物中；然而这类反应单体成本较高。

综上所述，未经官能化的聚芳醚类聚合物的疏水性导致膜污染严重，分离成本上升，且无定型的聚芳醚类聚合物耐溶剂性能差限制了膜的应用领域；而现有的在聚芳醚类聚合物中引入氨基的方法往往用到成本较高的反应单体。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新的含氨基聚芳醚类聚合物及其制备方法和应用，本发明通过工业易得原料酚酞与水合肼，制备含氨基单体，并将其引入聚合物中，制备得到了含氨基可交联的聚合物，提高了聚芳醚类聚合物膜材料的亲水性，且经过交联的分离膜具有耐溶剂性。

本发明提供了一种含氨基聚芳醚类聚合物，具有式(1)所示的结构：

其中，n≥10；Ar为芳香基团。

优选的，所述Ar为式(2)、式(3)或式(4)：

对应所述含氨基聚芳醚类聚合物依次为：

其中，n≥20。

本发明还提供了一种上述技术方案所述的含氨基聚芳醚类聚合物的制备方法，包括以下步骤：