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PEEK(聚醚醚酮)的原料确实主要来自石油。它是一种高性能的热塑性特种工程塑料,其合成过程涉及复杂的有机化学反应。
以下是PEEK如何聚合而成以及其原料来源的详细说明:
1. 关键单体(原料):
* 4,4'-二氟二苯甲酮, 这是合成PEEK最主要的单体之一。它含有两个高反应活性的氟原子。
* 对苯二酚, 这是另一个关键单体,提供聚合物链中醚键连接的苯环结构。
这两种核心单体都是通过石油化工产品(如苯、甲苯、二甲苯等)经过一系列反应(如傅-克酰基化反应、卤化反应等)合成得到的。因此,PEEK的根本原料是石油。
2. 聚合反应(合成过程):
* PEEK的合成通常采用“亲核取代缩聚“反应。
* 在高温(通常需要300°C以上)和惰性气氛(如氮气)下,在强极性非质子溶剂(如二苯砜)中,对苯二酚的酚羟基(`-OH`)在碱性条件(常用碳酸钠或碳酸钾)下去质子化,形成酚盐阴离子(`-O⁻`)。这个强亲核的酚盐阴离子进攻4,4'-二氟二苯甲酮分子中苯环上与氟原子相连的碳原子(该碳原子因氟的电负性而带部分正电)。氟离子(`F⁻`)作为离去基团被取代下来,形成新的**醚键**(`C-O-C`)连接。这个过程在单体两端不断重复进行,高分子链持续增
3. 后处理:
* 反应完成后,需要除去溶剂和反应副产物(主要是氟化氢 `HF`)。
* 得到的聚合物熔体经过冷却、造粒、洗涤(去除残留溶剂和盐类)、干燥等步骤,最终得到PEEK树脂颗粒。
虽然目前商业化的PEEK主要依赖石油原料,但学术界和工业界也在探索使用**生物基原料**(如从木质素衍生物中提取芳香族化合物)来合成单体,以实现PEEK的可持续生产。不过,生物基PEEK目前仍处于研发或小规模试验阶段,尚未大规模取代石油基路线。
由于合成条件苛刻(高温、高真空、强腐蚀性副产物HF),PEEK的生产技术壁垒很高,这也是其价格昂贵的主要原因之一。