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聚苯硫醚合成工艺解析二

发布日期:2019-06-03 来自:全球塑胶网

前文我们介绍前四种聚苯硫醚的合成方法,今天本文介绍环状苯硫醚齐聚物(CPS)开环聚合法、二(4-卤代苯基)二硫化物自由基聚合反应 法、二苯基二硫醚的氧化反应法、硫磺溶液缩聚路线(即硫磺溶液法)等四种方法合成聚苯硫醚。

1)环状苯硫醚齐聚物(CPS)开环聚合 

开环聚合反应是在适当催化剂作用下,在适宜的温度下,用聚合度不同环状苯硫醚齐聚物进行开环聚合生成聚苯硫醚。麦吉尔大学的 Yong Ding N2作保护气,在二苯醚溶剂中,用聚合度为29的环状苯硫醚齐聚物在对二碘苯作用下聚合,得到熔点为286℃的PPS。而王一峰却是在 350℃的温度下,利用环状苯硫醚齐聚物的自由基开环聚合也得到线型结构的产品聚苯硫醚树脂PPS。与缩聚法相比,此法所需反应温度低,产物纯度高,产品含氯量低。从原子经济性来看,原料被百分之百利用,开发前景大,但单体需要用含硫的简单有机物来制备,条件复杂,且这些原料毒性大、易发生氧化变质、来源不便,不适合工业上生产。

2)二(4-卤代苯基)二硫化物自由基聚合反应

自由基聚合反应与其他反应相比较,反应时间短,可采用本体聚合方法,这样可减少溶剂。Lovell等人用金属铜作催化剂以二(4-溴苯基)二硫化物为原料合成出了不溶PPS,但该产品对 PPS 交联产品的物理性能产生不利影响。后来麦吉尔大学的 Ke Chen[27]等以二(4-溴苯基)二硫化物为原料在锌作用下,加入少量碘化钾,于305℃反应10min 得到Tg 86.0℃、Tc125.5℃、Tm282.0℃的聚合物。所得到的聚合物能溶于α-氯萘,热性能与商品PPS类似。

7)二苯基二硫醚的氧化反应

当使用二苯基二硫醚作为产品初始物去合成聚苯硫醚的时候,二苯基二硫醚能够全部被利用,而且不会产生副产物,同时产物聚苯硫醚的纯度也很高。在催化剂和氧化剂的共同作用下,原料中的 S-S 键断开,与对位的苯环结合,结果可以产生聚苯硫醚树脂PPS。该法催化剂开发难度较大,技术高,而且原料来源窄,成本大。实验[28]以乙酰丙酮酸氧钒酯催化剂,氧化剂选用氧气或空气,合成的聚苯硫醚收率高达 90%,催化剂的效率为 3000%(以对单体比为 1/100 计)。

8)硫磺溶液缩聚路线(即硫磺溶液法)

此方法有两个步骤,首先,硫元素在含有还原剂的极性的有机溶剂中反应,被还原为负二价的 S2-,继而,负二价的硫离子与对二氯苯在极性的有机溶剂中于 160200℃进行常压聚合。

综上所述,以上几种方法各具优点,但 Macallum 法合成的聚苯硫醚结构复杂,质量差,后处理困难,反应难控制,不易大规模生产。其他几种合成方法采用的原料成本高、毒性大,合成技术不完善,在工业生产上应用很少。硫化钠法得到聚苯硫醚收率高,重复性好,反应容易控制,原料来源方便、便宜,适合工业上大规模生产。

苏州纳磐新材料是一家从事聚苯硫醚研发生产的新兴企业,本着为塑料行业做贡献的使命感活跃在聚苯硫醚发展的第一线。

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