一種利用水和醇類混合溶劑高溫下純化聚芳醚材料的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料技術領域，具體設及一種利用水和醇類混合溶劑高溫下純 化聚芳酸材料的方法。
【背景技術】
[0002] 自十九世紀屯十年代聚芳酸材料被研制出來后，其應用范圍逐漸加大。近40年 的發(fā)展，使聚芳酸材料在很多的領域得W應用，尤其是電子、醫(yī)療與食品工業(yè)，應用量越來 越大。伴隨著應用領域的拓展，對產(chǎn)品的純度的要求也越來越高。為了降低材料中雜質(zhì) 或者金屬離子的含量，國內(nèi)外研究者對聚芳酸純化進行了廣泛的研究。如日本專利號為 JP2002080588的專利、專利號為JP2002080589的專利和專利號為JP2002080590的專利，采 用酸性或酸性水溶液與有機溶劑的混合溶液，在室溫下洗涂，再用堿中和的方法對聚酸諷 進行純化，此方法雖能洗去一些離子，但同時引入其它的雜質(zhì)離子，且酸廢液處理困難。英 國專利EP0292211是通過把高聚物烙化或溶解于溶劑形成液體，再溶于水相中使無機鹽溶 解出來，但其流程復雜，設備投資較大。美國專利US20050004340公開了一種洗涂無機鹽的 壓力容器，通過把高壓高溫的水打入裝有物料的耐高壓容器，水通過物料后在容器另一端 緩慢流出并帶出無機鹽分，純凈的水不斷通過流動去除雜質(zhì)，達到理想的提純效果，是一種 較合理的提純方法，但是運種提純方法完全靠水的浸潤完成。中國專利CN200510020111. X公布了利用含有聚乙二醇等表面活性劑作為水溶液處理聚芳酸諷，降低金屬離子含量的 方法，該種方法可有效降低材料中金屬離子濃度，但是聚乙二醇需要后續(xù)處理，后處理步驟 多，產(chǎn)品成本增加。中國專利CN201110002853和CN201110054036分別公布了利用超聲水、 酸處理和高溫、高壓水處理聚芳酸材料的方法，該種方法也可W有效降低材料中的金屬離 子濃度。CN201210131100公布了一種酸性水溶液洗涂，提純聚芳酸酬樹脂的一個方法，但是 酸性液體易腐蝕裝置，且廢液難于處理，洗涂后酸液需用純水洗凈，W防殘留在產(chǎn)品中。
[0003] 對聚芳酸類材料，聚合反應完成后得到的產(chǎn)物經(jīng)過水冷或者空氣冷卻后，初步處 理，部分溶劑脫去后，得到的粉末材料是一個蜂窩狀的。水處理過程中，金屬離子存在擴散、 脫附和水中離子濃度平衡的過程。對于運=步驟，擴散和脫附是較慢的過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對聚芳酸材料中金屬離子洗脫的特點和現(xiàn)有技術的缺陷，而設計發(fā)明了 一種有效、易行的純化聚芳酸材料的方法。
[0005] 本發(fā)明所述的聚芳酸結(jié)構(gòu)中包含苯酸鍵，可W包括苯幾基、苯諷鍵和聯(lián)苯結(jié)構(gòu)，例 如聚酸酸酬、聚酸酸酬酬、聚酸諷、聯(lián)苯聚酸諷等。
[0006] 本發(fā)明所述的聚芳酸材料的結(jié)構(gòu)式如下所示：
[0007]
[0008] 其中X包括但不限于w下分子結(jié)構(gòu)：
[0009]
[0010] 其中Y包括但不限于W下分子結(jié)構(gòu)：
[0011]
陽01引 n為正整數(shù)，表示聚合度，n的數(shù)值在10~80之間。
[0013] 為了解決聚芳酸水處理過程中存在的問題，本發(fā)明的技術方案為：
[0014] 將市售聚芳酸粉末、異丙醇或者正下醇或者二者的任意比例混合物的水溶液充分 混合，水熱純化處理20~50min;冷卻至室溫后，過濾，將得到的聚芳酸在140~160°C下干 燥4~6小時，從而得到低金屬離子含量的聚芳酸樹脂。
[0015] 本發(fā)明所述的異丙醇或者正下醇或者二者的任意比例混合物的水溶液的質(zhì)量濃 度為0. 01~7%，優(yōu)選為0. 1~4%，再優(yōu)選為0. 5~2%。
[0016] 本發(fā)明水熱純化處理溫度為聚芳酸玻璃化轉(zhuǎn)變溫度W下20°C~聚芳酸玻璃化轉(zhuǎn) 變溫度W上20°C運一范圍內(nèi)，優(yōu)選為聚芳酸玻璃化轉(zhuǎn)變溫度~聚芳酸玻璃化轉(zhuǎn)變溫度上 10°C運一范圍內(nèi)。
[0017] 本發(fā)明所述方法中，聚芳酸與水溶液的質(zhì)量比為1 :1~100,優(yōu)選為1 :20~40。
[0018] 本發(fā)明所述方法中，聚芳酸純化后冷卻至室溫過濾，主要因為高于室溫下，反應蓋 內(nèi)為正壓，可能導致危險或異丙醇、正下醇的揮發(fā)。
[0019] 本發(fā)明所述聚芳酸的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為DSC測試結(jié)果，測試升溫速率為20°C / mi打〇
[0020] 本發(fā)明聚芳酸粉末樣品，經(jīng)過微波消解后，加入蒸饋水定容后，進行電感禪合等離 子體發(fā)射光譜儀（1C巧測試，表征聚合物中殘存的離子含量。
[0021] 本發(fā)明中，利用水與異丙醇或下醇混合溶劑的方法純化聚芳酸類材料。聚芳酸類 材料一般都是疏水材料，水加入后，很難輕易地進入到微、納米大小的蜂窩狀結(jié)構(gòu)中，異丙 醇和下醇的引入，有效地降低了水的表面能，增加了水進入和離開蜂窩狀聚芳酸材料的能 力。較高的溫度下，使聚合物分子鏈具有更高的運動能力，便于金屬離子的擴散與脫附。同 時處理完成后，減壓真空干燥即可除去殘留的水與正下醇，減少了后處理時間，降低成本。
【具體實施方式】 陽0巧實施例1
[0023] 將市售聚酸酸酬
粉末2. Og與質(zhì)量濃度為1%的異丙醇水溶 液50g，充分混合，放入lOOmL水熱合成反應蓋，在150°C加熱30min。冷卻到室溫過濾后，聚 酸酸酬粉末在160°C干燥4小時，得到低金屬離子含量的聚酸酸酬樹脂，數(shù)據(jù)見表1。
[0024] 表1 :實施例1產(chǎn)物處理前后金屬離子含量數(shù)據(jù) 陽0巧]
陽026] 實施例2
[0027] 將市售聚酸酸酬粉末2. Og與質(zhì)量濃度為1%的正下醇水溶 液50g，充分混合，放入lOOmL水熱合成反應蓋，在150°C加熱30min。冷卻至室溫過濾后，聚 酸酸酬粉末在160°C干燥4小時，得到低金屬離子含量的聚酸酸酬樹脂，數(shù)據(jù)見表2。
[0028] 表2 :實施例2產(chǎn)物處理前后金屬離子含量數(shù)據(jù)
[0029]
陽030] 實施例3
[0031] 將市售聚酸酸酬粉末2. Og與質(zhì)量濃度為1%的異丙醇和正 下醇水溶液50g充分混合，異丙醇和正下醇質(zhì)量比例為1:1，放入lOOmL水熱合成反應蓋，在 150°C加熱30min。冷卻至室溫過濾后，聚酸酸酬粉末在160°C干燥4小時，得到低金屬離子 含量的聚酸酸酬樹脂，數(shù)據(jù)見表3。
[0032] 表3 :實施例3產(chǎn)物處理前后金屬離子含量數(shù)據(jù)
[0033]
[0034] 實施例4
[0035] 將市售聚酸諷
粉末2. Og與質(zhì)量濃度為1%的異丙醇水溶液 50邑，充分混合，放入lOOmL水熱合成反應蓋，在210°C加熱30min。冷卻到室溫過濾后，聚酸 諷粉末在160°C干燥4小時，得到低金屬離子含量的聚酸諷樹脂，數(shù)據(jù)見表4。
[0036] 表4 :實施例4產(chǎn)物處理前后金屬離子含量數(shù)據(jù)
[0037] 陽03引實施例5
[0039] 將市售聚酸諷
粉末2. Og與質(zhì)量濃度為1%的異丙醇和正下醇 水溶液50g充分混合，異丙醇和正下醇的質(zhì)量比例為1:2,放入lOOmL水熱合成反應蓋，在 210°C加熱30min。冷卻至室溫過濾后，聚酸諷粉末在160°C干燥4小時，得到低金屬離子含 量的聚酸諷樹脂，數(shù)據(jù)見表5。
[0040] 表5 :實施例5產(chǎn)物處理前后金屬離子含量數(shù)據(jù) [0041 ]
【主權(quán)項】
1. 一種利用水和醇類混合溶劑高溫下純化聚芳酸材料的方法，其特征在于：將聚芳 酸粉末、異丙醇或者正下醇或者二者的任意比例混合物的水溶液充分混合，水熱純化處理 20~50min;冷卻至室溫后，過濾，將得到的聚芳酸在140~160°C下干燥4~6小時，從而 得到低金屬離子含量的聚芳酸樹脂。2. 如權(quán)利要求1所述的一種利用水和醇類混合溶劑高溫下純化聚芳酸材料的方法，其 特征在于：聚芳酸的結(jié)構(gòu)式如下所示，n為正整數(shù)，表示聚合度，n的數(shù)值在10~80之間。3. 如權(quán)利要求1所述的一種利用水和醇類混合溶劑高溫下純化聚芳酸材料的方法，其 特征在于：異丙醇或者正下醇或者二者的任意比例混合物的水溶液的質(zhì)量濃度為0. 01~ 7%。4. 如權(quán)利要求3所述的一種利用水和醇類混合溶劑高溫下純化聚芳酸材料的方法， 其特征在于：異丙醇或者正下醇或者二者的任意比例混合物的水溶液的質(zhì)量濃度為0. 1~ 4%。5. 如權(quán)利要求4所述的一種利用水和醇類混合溶劑高溫下純化聚芳酸材料的方法， 其特征在于：異丙醇或者正下醇或者二者的任意比例混合物的水溶液的質(zhì)量濃度為0. 5~ 2%。6. 如權(quán)利要求1所述的一種利用水和醇類混合溶劑高溫下純化聚芳酸材料的方法，其 特征在于：水熱純化處理的溫度為聚芳酸玻璃化轉(zhuǎn)變溫度W下20°C~聚芳酸玻璃化轉(zhuǎn)變 溫度W上20°C運一范圍內(nèi)。7. 如權(quán)利要求6所述的一種利用水和醇類混合溶劑高溫下純化聚芳酸材料的方法， 其特征在于：水熱純化處理的溫度為聚芳酸玻璃化轉(zhuǎn)變溫度~聚芳酸玻璃化轉(zhuǎn)變溫度上 10°C運一范圍內(nèi)。8. 如權(quán)利要求1所述的一種利用水和醇類混合溶劑高溫下純化聚芳酸材料的方法，其 特征在于：聚芳酸與水溶液的質(zhì)量比為1 :1~100。9. 如權(quán)利要求8所述的一種利用水和醇類混合溶劑高溫下純化聚芳酸材料的方法，其 特征在于：聚芳酸與水溶液的質(zhì)量比為1 :20~40。
【專利摘要】一種利用水和醇類混合溶劑高溫下純化聚芳醚材料的方法，屬于高分子材料技術領域。是將聚芳醚粉末、異丙醇或者正丁醇或者二者的任意比例混合物的水溶液充分混合，水熱純化處理20～50min；冷卻至室溫后，過濾，將得到的聚芳醚在140～160℃下干燥4～6小時，從而得到低金屬離子含量的聚芳醚樹脂。本發(fā)明中，利用水與異丙醇或丁醇混合溶劑的方法純化聚芳醚類材料。異丙醇和正丁醇的引入，有效地降低了水的表面能，增加了水進入和離開蜂窩狀聚芳醚材料的能力。較高的溫度下，使聚合物分子鏈具有更高的運動能力，便于金屬離子的擴散與脫附。同時處理完成后，減壓真空干燥即可除去殘留的水與正丁醇，減少了后處理時間，降低成本。
【IPC分類】C08G75/23, C08G65/46
【公開號】CN105001415
【申請?zhí)枴緾N201510377794
【發(fā)明人】王貴賓, 王琴紅, 岳喜貴, 張淑玲
【申請人】吉林大學
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月1日