專利名稱：一種有機硅接枝改性聚苯硫醚材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種有機硅接枝聚苯硫醚改性材料及其制備方法。
技術背景
聚苯硫醚，全稱為聚次苯基硫醚，它是苯環在對位上與硫原子相連而形成的大分子線性剛性結構，是一種半結晶性熱塑性特種工程塑料，首先由Wiillips公司于1973年實現了工業化生產。PPS具有許多優異的性能良好的耐熱性、自身具有阻燃性、機械強度高、 耐疲勞和磨損性好、耐腐蝕性強、尺寸穩定性好、電性能優良和易于成型加工。PPS憑借其優異性能，被廣泛的應用于電子電氣、汽車、精密機械、化工以及航空、航天等領域和行業。
但是，PPS也存在不足之處由于PPS的相對分子質量低，再加上PPS主鏈上大量的苯環增加了高分子鏈的剛性，使其顯脆性，沖擊韌性差，從而在較大程度上限制了其應用范圍。過去對PPS增韌的方法主要有無機填料(包括纖維)填充增強；聚合物與彈性體共混改性；納米剛性粒子增強等。然而，彈性體雖可提高韌性，但會降低材料的模量、剛度和熱變形溫度，而且這些方法大都存在與聚苯硫醚基體相容性的問題，通常需要對聚合物、彈性體和剛性粒子表面接枝活性基團之后或者加入合適的相容劑，再與聚苯硫醚充分共混，分散均勻，才能取得較好的效果。塑料工業，2009，37 0)，19-21.魏磊等人加入玻纖和彈性體 EMG對PPS進行增韌，當玻纖含量40%，EMG含量12%時，沖擊強度可提高到18. IJ/m2，但是由于彈性體模量低，拉伸強度降低了 40MPa。高分子材料科學與工程，2007，23 (1)，104-108. 陳廣玲等人采用低密度聚乙烯(LDPE)接枝改性SiOjf強增韌PPS，研究表明熔融接枝改性的SiO2粒子在共混體系中形成的核殼包覆結構以及微纖網絡結構對PPS的增韌效果顯著， 沖擊強度提高為純PPS的3. 7倍，但這樣的改性方法仍然會導致材料強度、模量及耐熱性的下降。因此，需要進一步尋求新的改性方法，在改善韌性的同時，不明顯降低強度、模量及耐熱性。
有機硅化合物是一類結構上以硅原子和氧原子為主鏈的物質，具有優異的熱氧化穩定性、柔韌性、耐候性、電絕緣性。廣泛應用于電子電氣、輕工紡織、建筑、醫療等各種行業。硅烷偶聯劑一端的反應基可與有機材料發生化學反應，另一端為硅烷氧基，可水解縮合為Si-0-Si，Si-O-Si基團鍵角大(130 145° )，易旋轉，鍵能高(367. 8KJ/mol)。因此， 在聚合物中引入柔順的Si-O-Si鏈，有助于聚合物樹脂韌性的提高，同時不會因為柔性鏈的引入而造成聚合物耐熱性的下降，并且通過化學接枝改性的方法也可避免兩相間的相容性問題。迄今為止，有機硅接枝改性聚苯硫醚的研究還未見報道。發明內容
本發明的目的在于提供一種有機硅接枝改性聚苯硫醚的制備方法。該方法具有工藝簡單，過程可控的特點。
本發明的技術構思是先通過弗-克酰化反應對聚苯硫醚的苯環上進行乙酰化，然后加入含氨基的有機硅單體，氨基會與聚苯硫醚苯環上的羰基發生亞胺化反應，從而有機硅成功地接枝于聚苯硫醚粉體上。通過調節加入的乙酰氯和有機硅單體的含量以及反應時間與溫度，來達到接枝率控制的目的。
本發明的步驟如下
A、在反應瓶中加入聚苯硫醚粉末，溶劑1，乙酰氯，三氯化鋁粉末，先在冰水浴下反應1 2小時，接著升溫至30 50°C反應2 5小時至體系內不再有HCl氣體逸出為止， 把反應液全部轉移到冰鹽酸中分解，接著抽濾，用蒸餾水、乙醇溶液洗滌，真空干燥。得到乙酰化聚苯硫醚改性粉末。
B、將A步驟得到的乙酰化聚苯硫醚改性粉末懸浮分散于溶劑2中，氮氣保護下，依次加入含氨基的有機硅單體，醋酸，分子篩，攪拌均勻，于70 100°C下反應0. 5 36小時， 抽濾，洗滌，并用乙醇溶液索式抽提1 2天，真空干燥至恒重，得到有機硅接枝改性聚苯硫醚粉末。
所述A步驟中溶劑1為二氯甲烷、1，2-二氯乙烷。
所述A步驟中乙酰氯和聚苯硫醚的摩爾比為0. 5 1. 2 1
所述A步驟中三氯化鋁和乙酰氯的摩爾比為1 1. 3 1
所述B步驟中溶劑2為甲苯、乙醇。
所述B步驟中含氨基的有機硅單體3-氨基丙基三乙氧基硅烷、氨丙基甲基二乙氧基硅烷。含氨基的有機硅單體量和聚苯硫醚的摩爾比為0.3 3 1所述B步驟中的反應溶液的PH值范圍為4. 5 7
一種前述方法制備的聚苯硫醚改性材料，該材料分子量為4萬 5萬，分子式結構如下，η為380 460
權利要求
1.一種有機硅接枝聚苯硫醚改性材料及其制備方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟1在氮氣保護下，聚苯硫醚粉末、溶劑1、乙酰氯、三氯化鋁粉末混合，在冰水浴下反應1 2小時，升溫至30 50°C反應至體系內不再有HCl氣體逸出為止，將反應液轉移至冰鹽酸中分解，抽濾、洗滌、干燥，得到乙酰化聚苯硫醚改性粉末；步驟2在氮氣保護下，將步驟1得到的乙酰化聚苯硫醚改性粉末懸浮分散于溶劑2中， 依次加入含氨基的有機硅單體、醋酸、分子篩，于70 100°C下反應0. 5 36小時，抽濾，洗滌，索式抽提1 2天，真空干燥至恒重，得到有機硅接枝改性聚苯硫醚粉末； 所述步驟1中溶劑1為二氯甲烷或1，2- 二氯乙烷； 所述步驟1乙酰氯和聚苯硫醚的摩爾比為0. 5 1. 2 1 ； 所述步驟1中三氯化鋁和乙酰氯的摩爾比為1 1.3 1 ； 所述步驟2中溶劑2為甲苯或乙醇；所述步驟2中含氨基的有機硅單體3-氨基丙基三乙氧基硅烷或氨丙基甲基二乙氧基硅烷；含氨基的有機硅單體量和聚苯硫醚的摩爾比為0.3 3 1;所述步驟2中的反應溶液的PH值范圍為4. 5 7。
2.
全文摘要
本發明公開了一種有機硅接枝改性聚苯硫醚的方法。制備方法包括如下步驟將聚苯硫醚粉末、乙酰氯、無水AlCl3粉末在二氯甲烷或二氯乙烷中反應得到乙酰化聚苯硫醚改性粉末，接著在氮氣保護下，將乙酰化改性聚苯硫醚、含氨基的有機硅單體、醋酸、分子篩，于70～110℃溫度下，在無水甲苯或乙醇中反應0.5～36小時，得到有機硅改性聚苯硫醚。本發明的有機硅接枝改性聚苯硫醚，具有原料便宜，反應步驟少，操作簡便，接枝均勻的顯著優點，同時由于有機硅氧鏈具有熱穩定性和柔順性的特點，對于聚苯硫醚韌性的改善是很有意義的，也有利于以后與其他增強材料的相容及其復合材料性能的提高，接枝改性后的聚苯硫醚仍可廣泛應用于電子電氣，汽車，國防軍工等耐高溫領域。
文檔編號C08G75/02GK102504256SQ20111034701
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月7日 優先權日2011年11月7日
發明者周曉東, 林群芳, 狄鑫杰, 范傳杰 申請人:華東理工大學