專利名稱：一種水溶性磺化聚酰胺及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子化合物，即磺化聚酰胺及其制備方法，制得的磺化聚酰胺是一種新型的水溶性磺化芳香聚酰胺，該水溶性磺化聚酰胺在質(zhì)子交換膜、蒸發(fā)滲透膜、水凝膠等領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，磺化聚合物由于其在高分子電解質(zhì)燃料電池、蒸發(fā)滲透膜、水凝膠等領(lǐng)域中的應(yīng)用前景而倍受關(guān)注。通常磺化聚合物可以通過(guò)兩種途徑得到一是將聚合物直接用磺化劑進(jìn)行磺化，這種方法雖然操作簡(jiǎn)單，但容易造成磺化度低以及聚合物鏈的降解，而且聚合物的磺化度不容易控制，因而所得到的磺化聚合物機(jī)械性能差；二是將磺化單體在一定條件下聚合，這種方法相對(duì)比較復(fù)雜，但可以通過(guò)選擇單體來(lái)控制磺化度，并得到具有高分子量的聚合物。磺化二羧酸和磺化二胺是合成磺化聚酰胺的基本原料，通過(guò)設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)的磺化二羧酸及磺化二胺可以得到綜合性能符合實(shí)用要求的磺化聚酰胺。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，文獻(xiàn)Journal of Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry 1989，27 (11)，3745-3757報(bào)道了一種磺化聚酰胺，是以對(duì)苯二甲酰氯和2，5- 二氨基苯磺酸為原料，通過(guò)低溫聚合法制備得到。磺化聚酰胺的報(bào)道很少，難以滿足日益增長(zhǎng)的應(yīng)用要求。其中，用直接縮聚法制備得到的磺化聚酰胺更為少見，所以，需要不斷深入研究，開發(fā)新的磺化聚酰胺制備方法，合成新型磺化聚酰胺，以適應(yīng)各種實(shí)際應(yīng)用需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)某些領(lǐng)域的特殊要求，提供一種新型磺化芳香聚酰胺及其制備方法，更重要的，所提供的是一種水溶性磺化芳香聚酰胺及其制備方法，工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，所制備的磺化聚酰胺除了具備一般聚酰胺的性能之外，比如優(yōu)異的力學(xué)性能，耐熱性能等，還有其自身特殊的性質(zhì)，即較高的磺化度及水溶性，這就使得該磺化聚酰胺有著優(yōu)良的綜合性能，使其可以在一般領(lǐng)域及一些有著特殊要求的領(lǐng)域中有著潛在的應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，以一種磺化芳香二羧酸及磺化二胺為單體原料，通過(guò)直接縮聚反應(yīng)，也就是Yamazaki-Higashi亞磷酸化反應(yīng)，合成得到了磺化芳香聚酰胺。具體發(fā)明內(nèi)容如下
一種水溶性磺化聚酰胺，具有如下結(jié)構(gòu)式
權(quán)利要求
1. 一種水溶性磺化聚酰胺，其特征在于，具有如下結(jié)構(gòu)式
2.權(quán)利要求1所述的水溶性磺化聚酰胺的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)在惰性氣體保護(hù)下，將無(wú)機(jī)鹽加入反應(yīng)器中，然后加入有機(jī)溶劑攪拌均勻，20 120 °C下充分溶解；(2)將上述反應(yīng)液降至0 30°C后，將1，4-二(4-羧基苯氧基)苯-2-磺酸鈉、4，4’-二氨基二苯醚_2，2，- 二磺酸、亞磷酸三苯酯及三乙胺按照摩爾比為1 :1 :2 2. 5 :3 4加到上述溶液中進(jìn)行聚合反應(yīng)；(3)反應(yīng)完畢后，反應(yīng)液傾倒至沉淀劑中，得到的沉淀物洗滌過(guò)濾，干燥，即為產(chǎn)物水溶性磺化聚酰胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述無(wú)機(jī)鹽為氯化鈣或氯化鋰中的一種或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為N-甲基吡咯烷酮與吡啶的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的聚合反應(yīng)是指1，4-二(4-羧基苯氧基)苯-2-磺酸鈉，4，4’ - 二氨基二苯醚_2，2’ - 二磺酸的摩爾比為1 :1，反應(yīng)體系的固含量為8 20 %，于20 120°C下聚合5 24小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述沉淀劑為甲醇或丙酮。
全文摘要
本發(fā)明公開了水溶性磺化芳香聚酰胺及其制備方法，以1,4-二(4-羧基苯氧基)苯-2-磺酸鈉，4,4’-二氨基二苯醚-2,2’-二磺酸為原料，通過(guò)Yamazaki-Higashi亞磷酸化反應(yīng)，制備得到水溶性磺化芳香聚酰胺具有如下結(jié)構(gòu)式。R為—SO3Na和/或—SO3H。該磺化聚酰胺具有優(yōu)異的綜合性能，如在有機(jī)溶劑中良好的溶解性、較高的耐熱性能、優(yōu)異的力學(xué)性能，以及安全、健康、無(wú)毒無(wú)害、環(huán)境友好，可以滿足一些領(lǐng)域?qū)τ诓牧系奶厥庖?，具有非常重要的?yīng)用前景。
文檔編號(hào)C08G69/32GK102382300SQ20111030510
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者印杰, 姜學(xué)松, 徐宏杰, 趙晶 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)