聚二氯磷腈,是合成聚膦腈的重要中間體。
聚二氯磷腈制備通常是以六氯環(huán)三磷腈為原料,通過熔融開環(huán)聚合、溶液聚合、縮合聚合等方法得到。其中,熔融開環(huán)聚合法工藝較為簡單,是聚二氯磷腈的主流制備方法,其他方法存在反應(yīng)條件苛刻、反應(yīng)時間長等缺點(diǎn),應(yīng)用較少。
我國聚二氯磷腈生產(chǎn)工藝研究還在不斷深入。上海交通大學(xué)發(fā)表“一步法合成線性聚二氯磷腈中間體及表征”論文,以五氯化磷和氯化銨為原料直接合成線性聚二氯磷腈,無需通過六氯環(huán)三磷腈開環(huán)熱聚合制備;北京化工大學(xué)申請“一種催化合成制備線性聚二氯磷腈的方法”專利,以六氯環(huán)三磷腈為原料,在溶劑、催化劑、惰性氣體存在條件下,升溫進(jìn)行反應(yīng),再經(jīng)析出、洗滌得到線性聚二氯磷腈。
早期合成的聚二氯磷腈被稱作無機(jī)橡膠,由于其對水氣敏感未得到實(shí)際應(yīng)用,后來開發(fā)出線性聚二氯磷腈(PDCP),其分子結(jié)構(gòu)中的氯原子可以被有機(jī)基團(tuán)取代用來制備聚膦腈,從而使得聚二氯磷腈開發(fā)與應(yīng)用受到重視。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的
《2025年中國聚二氯磷腈(線性聚二氯磷腈)市場專項調(diào)研及企業(yè)“十五五規(guī)劃”建議報告》顯示,以聚二氯磷腈為原料,通過親核取代反應(yīng)可以制備聚膦腈。聚二氯磷腈可以用來制備多種具有特殊功能的聚膦腈,例如制備生物醫(yī)學(xué)材料聚氨基酸酯磷腈,制備低溫彈性體聚氟代烷氧基磷腈,制備高效環(huán)保阻燃材料等。其中,聚膦腈阻燃材料可以用于塑料、涂層等制備方面,添加聚膦腈能夠獲得耐高溫涂層,憑借高熱穩(wěn)定性,可以用作固體火箭發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)壁絕熱層,能夠避免基底材料被高溫破壞,從而延長發(fā)動機(jī)使用壽命。
從應(yīng)用研究方面來看,我國山東理工大學(xué)團(tuán)隊基于線性聚二氯磷腈的高靈活性、易修飾特點(diǎn),利用聚磷腈設(shè)計合成了具有梳狀結(jié)構(gòu)的PBI(CbPBI),進(jìn)而制備得到PBSP(50)-CbPBI高溫質(zhì)子交換膜,其具有耐高溫、使用濕度范圍寬、質(zhì)子電導(dǎo)率高、機(jī)械性能優(yōu)、抗氧化性能優(yōu)、耐久性好等特點(diǎn),相關(guān)研究成果于2024年發(fā)表于《Journal of Membrane Science》期刊。
新思界
行業(yè)分析人士表示,現(xiàn)階段較多企業(yè)通常以六氯環(huán)三磷腈為基本原料,先通過聚合反應(yīng)、再通過取代反應(yīng)來制備聚膦腈。例如,我國湖北航歐新材料科技有限公司可以提供六氯環(huán)三磷腈、聚磷腈系列化學(xué)品;浙江萬盛股份有限公司子公司投資建設(shè)年產(chǎn)4.42萬噸高端新材料一體化生產(chǎn)項目,其中包括0.11萬噸六氯環(huán)三磷腈、0.2萬噸六苯氧基環(huán)三磷腈裝置。這兩家代表性聚膦腈布局企業(yè)均未涉及聚二氯磷腈,目前來看,我國聚二氯磷腈產(chǎn)業(yè)化發(fā)展速度緩慢。
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