ET。
[0040] 進(jìn)一步地，步驟1)中原料的質(zhì)量份數(shù)為:對(duì)苯二甲酸二甲醋1~50份，乙二醇1~60 份，5-(鄰-碳棚燒-Γ -亞甲氧基）間苯二甲酸二甲醋0.8~40份;催化劑用量為0.001~0.1 份。
[0041] 其中，步驟5)出料干燥后，還包括將含棚有機(jī)雜化聚醋B-PET切成切片進(jìn)行紡絲的 步驟，紡絲所成纖維的直徑為10~50微米。
[0042] 本發(fā)明所述中子福射防護(hù)材料在中子福射防護(hù)中的應(yīng)用。
[0043] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0044] 本發(fā)明將碳棚燒結(jié)構(gòu)通過化學(xué)鍵引入聚醋主鏈側(cè)基結(jié)構(gòu)中，通過選擇不同的k值 含棚二簇酸結(jié)構(gòu)的單體，采用聚合工藝W控制η,m大小，W得到具有不同的含棚量具有成纖 特性的聚合物聚醋切片，采用直接融烙紡絲，得到具有不同力學(xué)性能和熱學(xué)性能的不同含 棚量的有機(jī)雜化的PET纖維。本發(fā)明提出的材料具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[004引 1.碳棚燒的結(jié)構(gòu)為C2B1訊12,其棚的質(zhì)量百分比為75%，和B4C(78%)的棚含量相 近，遠(yuǎn)高于常用的無機(jī)棚化合物，如B2化(31%)，棚酸（17.5%)等，B4C-般要W粉末形式應(yīng) 用，但其硬度大加工成粉末非常困難，而且運(yùn)些無機(jī)棚化合物難W與聚合物發(fā)生化學(xué)鍵的 連接，與聚合物不相容，分散很困難，用量受到限制，且分散時(shí)常要使用分散劑，影響聚合物 的紡絲成型和力學(xué)性能。將棚含量很高的碳棚燒可W通過化學(xué)鍵直接連接到聚合物鏈節(jié) 中，由于每個(gè)結(jié)構(gòu)單元上都帶有一個(gè)或數(shù)個(gè)碳棚燒結(jié)構(gòu)，因而可W大大提高纖維的棚含 量，從而賦予纖維的中子吸收能力；
[0046] 2.碳棚燒都具有很好的耐熱性能，通過化學(xué)鍵進(jìn)入纖維分子結(jié)構(gòu)，可W大大提高 分子的耐熱性能；
[0047] 3.碳棚燒為閉合籠形結(jié)構(gòu)，密度低，如鄰位碳棚燒的密度只有0.97g/cm3，因而可 使纖維的密度降低，制成低比重的纖維，具有輕質(zhì)化特性；
[0048] 4.由于碳棚燒是通過化學(xué)鍵引入纖維分子的鏈結(jié)構(gòu)，無需通過皮忍結(jié)構(gòu)來防止棚 的脫落，因而可W直接紡絲，可簡化紡絲工藝，降低紡絲設(shè)備的投入，而且制得的纖維不易 發(fā)生中子吸收劑的洗涂或摩擦脫落。
[0049] 本發(fā)明的方法可制得棚含量高、耐熱性好、比重輕、防中子福射能力強(qiáng)，中子吸收 劑不易脫落同時(shí)紡絲成型工藝簡單的中子福射防護(hù)纖維，可為開發(fā)新型輕質(zhì)防中子福射服 裝及纖維增強(qiáng)的輕質(zhì)防中子福射的復(fù)合材料提供纖維原料，對(duì)處于高中子福照環(huán)境中的人 員和設(shè)備的保護(hù)具有重要的實(shí)際意義。
【附圖說明】
[0050] 圖1為5-丙烘氧基間苯二甲酸二甲醋iH-NM時(shí)普?qǐng)D。
[0051] 圖2為5-(鄰-碳棚燒-Γ-亞甲氧基）間苯二甲酸二甲醋iH-NM時(shí)普?qǐng)D。
[0052] 圖3為5-(鄰-碳棚燒-Γ-亞甲氧基）間苯二甲酸二甲醋紅外譜圖
[0053] 圖4為含棚有機(jī)雜化聚醋B-PET纖維單絲拉伸應(yīng)力一應(yīng)變圖。
[0054] 圖5為聚醋B-PET的紅外光譜吸收?qǐng)D。
[0055] 圖6為碳棚燒Ξ種異構(gòu)體的分子結(jié)構(gòu)，圖中?表示碳原子，〇表示棚原子。
【具體實(shí)施方式】
[0056] W下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0057] 實(shí)施例1 5-(鄰-碳棚燒-Γ-亞甲氧基）間苯二甲酸二甲醋(BDMI)的制備方法 [005引路線如下：
[0059]
[0060] 在Ξ口燒瓶中，依次加入0.22mol 5-徑基間苯二甲酸、300ml甲醇和12ml濃硫酸， 油浴70°C回流反應(yīng)，TLC監(jiān)測，反應(yīng)結(jié)束自然冷卻至室溫。將反應(yīng)溶液緩慢加入到蒸饋水中， 析出大量白色沉淀，抽濾，真空干燥得白色粉末，產(chǎn)率為96.8%，產(chǎn)物5-?基間苯二甲酸甲 醋，烙點(diǎn)169°C。
[0061] 在Ξ口燒瓶中，依次加入0.22mol 5-徑基間苯二甲酸二甲醋、0.48mol無水碳酸鐘 和溶劑DMF。油浴60°C，攬拌化后，冷卻至室溫，慢慢滴力日0.24mol 3-漠丙烘，保溫25°C反應(yīng)， TLC監(jiān)控，反應(yīng)停止，反應(yīng)液緩慢加入到蒸饋水中，析出大量白色沉淀，抽濾，干燥，稱重得淡 棟黃色粉末，5-丙烘氧基間苯二甲酸二甲醋，產(chǎn)率為99.0 %。（ ?ΗΜβ普見圖1，圖1橫坐標(biāo)ppm 是化學(xué)位移）
[0062] 在Ξ口燒瓶中，依次加入0.40mol 5-丙烘氧基間苯二甲酸二甲醋、0.42mol十棚 燒、0.40mo 1 N，N二甲基苯胺和無水甲苯，110°C回流反應(yīng)，TLC監(jiān)控，反應(yīng)結(jié)束，加入稀鹽酸 溶液，趁熱過濾，分液得上層甲苯層，干燥，減壓旋蒸，得到黃色粘稠物，用無水乙醇重結(jié)晶， 干燥，得0.26mol白色固體，烙點(diǎn)為155°C，5-(鄰-碳棚燒-Γ-亞甲氧基）間苯二甲酸二甲醋， 產(chǎn)率為66.1 %。圖2為iH-NMR譜圖；圖3為紅外譜圖。
[0063] 實(shí)施例2
[0064] 含棚有機(jī)雜化聚醋B-PET合成方法，采用醋交換法，具體步驟包括：
[006引 A.按表1的配比量將對(duì)苯二甲酸二甲醋，乙二醇，5-(鄰-碳棚燒-Γ-亞甲氧基）間 苯二甲酸二甲醋(實(shí)施例1所制），W及催化劑醋酸鋒O.Olg投入到1L的反應(yīng)蓋中，通氮?dú)獗?護(hù)，升溫；
[0066] B.升溫至190°C后，開啟攬拌，控制溫度保持在185°C~190°C，反應(yīng)化；
[0067] C.升溫至280°C，停止通氮?dú)?，抽真空，保?0min;
[0068] D.抽真空至133Pa，保溫28(TC~285Γ，反應(yīng)化；
[0069] E.停止反應(yīng)，常壓下通入氮?dú)?，打開反應(yīng)蓋，將聚醋烙體趁熱緩慢倒入蒸饋水中出 料，真空干燥，得到含棚有機(jī)雜化聚醋B-PET。
[0070] F.將含棚有機(jī)雜化聚醋B-PET切成切片，充分干燥后，進(jìn)行紡絲，纖維的直徑10~ 50微米。對(duì)紡出來的纖維進(jìn)行斷裂強(qiáng)度測試。見表2含棚有機(jī)雜化聚醋B-PET性能數(shù)據(jù)。
[0071] 實(shí)施例3-5
[0072] 操作步驟同實(shí)施例1，不同的是原料配比，實(shí)施例2-5制備得到的產(chǎn)物標(biāo)記為8- PET-1，B-PET-2，B-PET-3，B-PET-4。原料配比見表 1。
[0073] 表1合成含棚有機(jī)雜化聚醋(B-PET)原料組份及質(zhì)量配比
[0074]
[0075] 對(duì)紡出來的纖維進(jìn)行理化性能和拉伸強(qiáng)度測試。見表2和表3含棚有機(jī)雜化聚醋B- PET性能數(shù)據(jù)。纖維單絲拉伸應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系見圖1。作為對(duì)比，測試了聚醋涂絕(PET)的相 應(yīng)參數(shù)。
[0076] 表2含棚有機(jī)雜化聚醋B-PET的性能
[0077]
[0079] 由特性粘度、分子量可確定聚醋B-PET分子結(jié)構(gòu)中η和m的值在98~136范圍內(nèi)。
[0080] 表3含棚有機(jī)雜化聚醋B-PET纖維單絲拉伸強(qiáng)度
[0081]
[0082] 實(shí)施例2-5制備得到的材料進(jìn)行紅外光譜測試，測試結(jié)果見圖2。具體分析結(jié)果見 下表：
[0083] 表4聚醋B-PET的紅外光譜吸收?qǐng)D分析結(jié)果
[0084]
[0085] W上的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn) 行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方 案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含碳棚燒的有機(jī)物，其特征在于，為5-(鄰-碳棚燒-r-亞甲氧基）間苯二甲酸二 甲醋，其結(jié)構(gòu)式為：2. 權(quán)利要求1所述5-(鄰-碳棚燒-1'-亞甲氧基）間苯二甲酸二甲醋的制備方法，其特征 在于，包括步驟： 81:5-?基間苯二甲酸二甲醋和無水碳酸鐘加入到有機(jī)溶劑中，在溫度50~70°C下攬 拌0.5~化后，冷卻至室溫，滴加3-漠丙烘，20~30°C反應(yīng)2~化后，反應(yīng)溶液緩慢加入到蒸 饋水中，將析出的沉淀抽濾干燥，得5-丙烘氧基間苯二甲酸二甲醋； S2:5-丙烘氧基間苯二甲酸二甲醋、十棚燒、N，N二甲基苯胺混合，回流反應(yīng)2~地后，加 入稀鹽酸溶液，趁熱過濾，分液后取有機(jī)層，干燥，減壓旋蒸，得到黃色粘稠物，用無水乙醇 重結(jié)晶，干燥。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟Sl中，5-徑基間苯二甲酸二甲醋 和無水碳酸鐘、3-漠丙烘的摩爾比為1:2~3:0.9~1.2;所述有機(jī)溶劑為N，N-二甲基甲酯 胺，N，N-二甲基乙酷胺，N-甲基化咯燒酬中的一種或多種。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中，5-丙烘氧基間苯二甲酸二 甲醋、十棚燒、N，N二甲基苯胺的摩爾比為1:0.8~1.2:0.8~1.2;步驟S2W無水甲苯為反應(yīng) 體系的溶劑。5. 權(quán)利要求1所述5-(鄰-碳棚燒-1'-亞甲氧基）間苯二甲酸二甲醋在制備中子福射防 護(hù)材料中的應(yīng)用。6. -種中子福射防護(hù)材料，其特征在于，所述材料為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇醋，其結(jié)構(gòu)式 為：式中，n = 1~200 ,m= 1~200 ,k = 1~6。7. 權(quán)利要求1所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇醋的制備方法，其特征在于，包括步驟： 1) 將對(duì)苯二甲酸二甲醋，乙二醇，5-(鄰-碳棚燒-1'-亞甲氧基）間苯二甲酸二甲醋，W 及催化劑醋酸鋒投入到反應(yīng)蓋中，通入惰性氣體或氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)； 2) 升溫至185~190°C，開啟攬拌，控制溫度185°C~190°C反應(yīng)2~地； 3) 再升溫至270~285°C，停止通氮?dú)猓M(jìn)行抽真空操作； 4) 抽真空至130~150化真空度，控制溫度保持280°C~285 °C，反應(yīng)2~地； 5)停止反應(yīng)，通入氮?dú)?，將反?yīng)蓋內(nèi)聚醋烙體趁熱緩慢倒入蒸饋水中出料，真空干燥 后，即得到含棚有機(jī)雜化聚醋B-PET。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中原料的質(zhì)量份數(shù)為:對(duì)苯二 甲酸二甲醋1~50份，乙二醇1~60份，5-(鄰-碳棚燒-1'-亞甲氧基）間苯二甲酸二甲醋0.8 ~40份;催化劑用量為0.0 Ol~0.1份。9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟5)出料干燥后，還包括將含棚有 機(jī)雜化聚醋B-PET切成切片進(jìn)行紡絲的步驟，紡絲所成纖維的直徑為10~50微米。10. 權(quán)利要求1所述中子福射防護(hù)材料在中子福射防護(hù)中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種含碳硼烷的有機(jī)物5-(鄰-碳硼烷-1ˊ-亞甲氧基)間苯二甲酸二甲酯，及用該化合物制備的中子輻射防護(hù)材料，所述材料為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，其結(jié)構(gòu)式為：式中，n＝1～200,m＝1～200,k＝1～6。本發(fā)明將碳硼烷結(jié)構(gòu)通過化學(xué)鍵引入聚酯主鏈側(cè)基結(jié)構(gòu)中，通過選擇不同的k值含硼二羧酸結(jié)構(gòu)的單體，采用聚合工藝以控制n,m大小，以得到具有不同的含硼量具有成纖特性的聚合物聚酯切片，采用直接融熔紡絲，得到具有不同力學(xué)性能和熱學(xué)性能的不同含硼量的有機(jī)雜化的PET纖維。
【IPC分類】C08G63/698, C07F5/02, D01F6/62
【公開號(hào)】CN105585588
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511018937
【發(fā)明人】陳功, 胡建景, 馮晨, 蔡益波
【申請(qǐng)人】北京航空航天大學(xué)
【公開日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年12月29日