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申请/专利权人:江苏亨峰隆新材料有限公司
摘要:本发明公开一种高性能聚醚醚酮(PEEK)精细合成工艺,从聚合原料出发,采用非金属催化剂制备出纯度高的聚合单体4,4'‑二氟二苯甲酮(4,4'‑DFBP),从源头确保合成的聚醚醚酮的分子的性能稳定;并关注聚合过程中的压力对聚合物分子量的影响,更加细致控制升温程序,并随着梯度升温而升压,控制聚合物链的生长速率及分子量的分布,平衡聚合阶段4,4'‑二氟二苯甲酮与二苯砜的料液比,使得聚合反应更加均匀和可控,保证聚合物分子链的规整性,实现缩小分子量分布区间,使聚合物具有更一致的物理和化学性能,提高产品质量,满足航空航天、医疗器械及电气应用等领域高端设计要求,具有良好的经济价值和应用价值。
主权项:1.一种高性能聚醚醚酮精细合成工艺,其特征在于:包括如下步骤:1)高纯4,4'-二氟二苯甲酮的合成及纯化:使用对氟三氯甲苯和氟苯作为起始原料,在三氟甲磺酸和N,N-二甲基-4-吡啶胺混合物为催化剂的作用下,在惰性气氛中进行酰基化反应生成4,4'-二氟苯基二氯甲烷;然后进行水解反应,生成4,4'-二氟二苯甲酮;再进行纯化,去除催化剂、未反应的起始物料和副产物,获得纯度≥99.99%的4,4'-二氟二苯甲酮,备用;2)氮气置换控制氧浓度:采用纯度大于99.9995%的氮气对制备的4,4'-二氟二苯甲酮、对苯二酚、碳酸钠及二苯砜进行气体置换,同时置换熔融罐中的气体;将气体置换合格的物料经单螺杆输送计量装置,分批次精确计量后加入到对应的气体置换后的熔融罐中,并继续通入氮气置换,将氧浓度控制在小于5ppm;3)物料熔融:待熔融罐中氧浓度达标后,开始加热,将4,4'-二氟二苯甲酮、对苯二酚、二苯砜分别熔融,并将碳酸钠加入到熔融后的二苯砜中,备用;4)PEEK的合成:将熔融后的物料按次序加入提前置换好的反应釜内,控制聚合原料单体4,4'-二氟二苯甲酮和对苯二酚摩尔比,控制碳酸钠、二苯砜的用量及反应釜内氧浓度,开启搅拌,进行聚合反应,合成PEEK;反应过程中,精确控制梯度升温增压,同时控制反应物料在各温度梯度下的滞留时间,并平衡4,4'-二氟二苯甲酮与二苯砜的料液比;所述梯度升温增压为:第一梯度温度150~180℃,压力0.1~0.5Mpa,反应物料滞留时间为1~5小时;第二梯度温度250~280℃,压力0.3~0.8Mpa,反应物料滞留时间为1~3小时;第三梯度温度300~320℃,压力1~1.5Mpa,反应物料滞留时间为1~2小时;5)判断聚合反应终点:通过扭矩传感器检测反应釜中熔体搅拌所产生的扭矩力,由此判断聚合反应是否到达所需终点,从而控制合成的聚醚醚酮的熔融指数;6)封端精制:待聚合反应达到所需终点后,加入4,4'-二氟二苯甲酮作为封端剂进行封端,完成聚合反应;然后进行精制,获得高性能的聚醚醚酮。
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