專利名稱：乳液聚合制備支化聚苯乙烯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備支化聚苯乙烯的乳液聚合合成技術(shù)，尤其涉及一種反應(yīng)體系聚合速率快，單體轉(zhuǎn)化率高，所得聚合物具有支化結(jié)構(gòu)，分子量高且分子量分布窄的制備方法，屬于高分子合成，功能聚合物制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
支化聚合物由于其獨(dú)特的三維球狀結(jié)構(gòu)，因此相比于線型聚合物而言，具有較低的熔融黏度和溶液黏度，可以用于制備無溶劑涂料和高固體含量聚合物溶液及改善高分子材料成型加工性能等。
目前支化聚苯乙烯的合成技術(shù)主要是采用在自引發(fā)單體(inimer)或雙烯存在的活性/可控自由基的溶液聚合以及在鏈轉(zhuǎn)移功能單體存在下的常規(guī)自由基溶液聚合?；钚?可控自由基聚合的反應(yīng)條件相對(duì)苛刻，所得支化聚苯乙烯的分子量相對(duì)較低，且分子量分布較寬；鏈轉(zhuǎn)移功能單體存在下的常規(guī)自由基溶液聚合，其反應(yīng)簡(jiǎn)單易行，但所得支化聚苯乙烯的分子量也相對(duì)較低，分子量分布也較寬。上述兩類聚合方法在制備支化聚苯乙烯過程中，還有兩個(gè)共同的缺點(diǎn)，高單體轉(zhuǎn)化率所需聚合時(shí)間較長(zhǎng)，且在反應(yīng)過程中都會(huì)消耗大量有機(jī)溶劑，這對(duì)環(huán)境造成一定的危害。這些不足一定程度上限制了支化聚苯乙烯規(guī)?；瘧?yīng)用的發(fā)展。而乳液聚合以水為介質(zhì)，環(huán)保安全，聚合速度快，在較低的溫度下聚合，所得聚合物分子量高且分子量分布較窄。追求合成方法的簡(jiǎn)化是支化聚苯乙烯研究的一個(gè)重要方向，本發(fā)明采用乳液聚合法，以期望得到分子量高、分子量分布較窄，且具有高支化程度的聚苯乙烯；用水作為反應(yīng)介質(zhì)，既節(jié)省了成本，又改善了對(duì)環(huán)境的影響。該發(fā)明對(duì)支化聚苯乙烯理論研究和規(guī)模化應(yīng)用具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種乳液聚合制備支化聚苯乙烯的方法，其特征是以含有可聚合雙鍵和鏈轉(zhuǎn)移巰基的功能單體為支化單體，用乳液聚合制備支化聚苯乙烯，聚合體系穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單易行，對(duì)環(huán)境的影響較小，反應(yīng)時(shí)間短且單體轉(zhuǎn)化率高，所得支化聚苯乙烯的分子量聞及分子量分布窄，且其支化程度、分子量以及分子量分布可控。乳液聚合制備支化聚苯乙烯的方法，按照下述步驟進(jìn)行采用含有可聚合雙鍵和鏈轉(zhuǎn)移巰基的功能單體為支化單體，水為介質(zhì)，陰離子型表面活性劑為乳化劑，過硫酸鹽為水溶性引發(fā)劑引發(fā)劑，碳酸氫鈉為PH調(diào)節(jié)劑，苯乙烯為聚合單體在自由基乳液聚合條件下進(jìn)行聚合反應(yīng)得到支化聚苯乙烯。其中所述的支化單體引發(fā)劑聚合單體的摩爾投料比為O. 5^4:0. 2^3:100 ； 其中所述的水聚合單體的質(zhì)量比為2 5:1 ;
其中所述的PH調(diào)節(jié)劑碳酸氫鈉的用量為聚合單體的3 wt%，保證聚合體系穩(wěn)定且pH值為71呈弱堿性；
聚合反應(yīng)溫度控制在7(T80°C，聚合反應(yīng)時(shí)間控制為2-8小時(shí)。其中所述的聚合方法為乳液聚合，聚合機(jī)理為自由基聚合。其中所述的陰離子型表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉；
其中所述的支化單體是兼有可聚合雙鍵和鏈轉(zhuǎn)移巰基的功能單體，具體為甲基丙烯
酸-3-巰基己酯或甲基丙烯酸巰基丙酰氧基乙酯，其結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1.乳液聚合制備支化聚苯乙烯的方法，其特征在于按照下述步驟進(jìn)行采用含有可聚合雙鍵和鏈轉(zhuǎn)移巰基的功能單體為支化單體，水為介質(zhì)，陰離子型表面活性劑為乳化劑，過硫酸鹽為水溶性引發(fā)劑引發(fā)劑，碳酸氫鈉為pH調(diào)節(jié)劑,苯乙烯為聚合單體在自由基乳液聚合條件下進(jìn)行聚合反應(yīng)得到支化聚苯乙烯。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的乳液聚合制備支化聚苯乙烯的方法，其特征在于其中所述的支化單體引發(fā)劑聚合單體的摩爾比為O. 5^4:0. 2^3: IOO0
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的乳液聚合制備支化聚苯乙烯的方法，其特征在于其中所述的水聚合單體的質(zhì)量比為疒5: I。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的乳液聚合制備支化聚苯乙烯的方法，其特征在于聚合反應(yīng)溫度為7(T80°C，聚合反應(yīng)時(shí)間為2-8小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的乳液聚合制備支化聚苯乙烯的方法，其特征在于其中所述的陰離子型表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉； 根據(jù)權(quán)利要求I所述的乳液聚合制備支化聚苯乙烯的方法，其特征在于其中所述的支化單體為甲基丙烯酸-3-巰基己酯或甲基丙烯酸巰基丙酰氧基乙酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的乳液聚合制備支化聚苯乙烯的方法，其特征在于其中所述的水溶性引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的乳液聚合制備支化聚苯乙烯的方法，其特征在于其中所述的PH調(diào)節(jié)劑碳酸氫鈉的用量為聚合單體的3 wt%，保證聚合體系穩(wěn)定且pH值為71呈弱堿性。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的乳液聚合制備支化聚苯乙烯的方法，其特征在于其中所述的聚合體系為苯乙烯的均聚或苯乙烯與其它單體的共聚。
全文摘要
本發(fā)明公開了乳液聚合制備支化聚苯乙烯的方法，屬于功能聚合物制備領(lǐng)域。以含有可聚合雙鍵和鏈轉(zhuǎn)移巰基的功能單體為支化單體，水為介質(zhì)，陰離子型表面活性劑為乳化劑，過硫酸鹽為引發(fā)劑，碳酸氫鈉為pH調(diào)節(jié)劑，苯乙烯為單體，于70~80℃下進(jìn)行聚合2-8小時(shí)，單體轉(zhuǎn)化率達(dá)95%以上，成功得到支化聚苯乙烯。本發(fā)明以含有可聚合雙鍵和鏈轉(zhuǎn)移巰基的功能單體為支化單體，用乳液聚合制備支化聚苯乙烯，聚合體系穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單易行，對(duì)環(huán)境的影響較小，反應(yīng)時(shí)間短且轉(zhuǎn)化率高，所得支化聚苯乙烯的分子量高及分子量分布窄，且其支化程度、分子量以及分子量分布可以在較寬范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)C08F2/26GK102924640SQ20121042522
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者黃文艷, 楊宏軍, 蔣其民, 薛小強(qiáng), 蔣必彪 申請(qǐng)人:常州大學(xué)