[發明專利]乙烯基單體陽離子聚合的方法

有效

• 申請號: 200910092795.2
• 申請日: 2009-09-25
• 公開（公告）號: CN102030840A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 吳一弦;黃強
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08F2/00
• 分類號: C08F2/00;C08F2/38
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 韋慶文

技術領域

本發明涉及乙烯基單體通過碳陽離子歷程進行均聚或共聚，制備乙烯基單體的均聚物或共聚物的方法。特別是一種在含水與有機溶劑混合的反應介質中甚至完全為水的反應介質中，采用引發體系引發乙烯基單體進行陽離子均聚或共聚的方法。

背景技術

陽離子聚合作為離子聚合中的主要方法之一，已廣泛被應用于多種聚合領域中，如：合成橡膠、油品添加劑、塑料改性劑等。在乙烯基單體的陽離子聚合中，聚合單體通常為帶有烷基取代、芳基取代或供電子基團取代的乙烯基類化合物或共軛二烯烴，如：乙烯基醚、異丁烯、苯乙烯及其衍生物、異戊二烯，并且需要路易斯酸作為共引發劑，如：AlCl₃、AlR_mCl_3-m、BF₃、TiCl₄、SnCl₄、SbCl₅、BCl₃等。由于在陽離子聚合中，微量雜質即對聚合過程有極大的影響，因此該聚合反應需要在幾乎無氧無水及高純惰性氣體保護的條件下進行。以典型的陽離子聚合工業化產品丁基橡膠為例，該反應在干燥的氯代烷烴作為反應介質體系中進行，反應溫度約為-100℃；同時必須嚴格控制聚合體系中的水和氧氣含量在十幾個ppm甚至更低，才可能合成高分子量的丁基橡膠。因此該聚合工藝流程復雜，對設備與原料要求苛刻，生產成本高，技術難度大。當前采用類似體系的陽離子聚合體系采用的是純有機溶劑，并且要求有機溶劑中水含量低于十幾個ppm的條件。

因此，若能夠采用環境友好的水作為陽離子聚合的反應介質體系，則可簡化工藝流程，降低對設備和條件的苛刻要求，節約生產成本，具有重要的意義和可觀的市場應用價值。近年來，在有水存在下的陽離子聚合反應引起了人們的廣泛關注，越來越多的研究者開始著眼于該項研究。

2006年，Kostjuk?S?V和Ganachaud?F在《Macromolecules》的第39卷上發表文章《Cationic?Polymerization?of?Styrene?in?Solution?and?Aqueous?SuspensionUsing?B(C₆F₅)₃as?a?Water-Tolerant?Lewis?Acid》，作者稱采用B(C₆F₅)₃作為耐水性Lewis酸，可成功地引發苯乙烯在水相介質體系中進行陽離子聚合，但所得聚苯乙烯產物的分子量較低，其重均分子量(M_w)約在3000左右，且B(C₆F₅)₃價格昂貴(～322元/克)，用量又較大，B(C₆F₅)₃與單體摩爾比達到0.05。

2008年，Kostjuk?S?V，Radchenko?A?V和Ganachaud?F在《Jounal?of?PolymerScience，Part?A：Polymer?Chemistry》第46卷《Controlled?Cationic?Polymerizationof?Cyclopentadiene?with?B(C₆F₅)₃as?a?Coinitiator?in?the?Presence?of?Water》一文中再次提到，B(C₆F₅)₃可引發環戊二烯在水相介質體系中進行陽離子聚合，但聚合反應速率慢，需要反應幾十小時也只能獲得低于40％的轉化率，且只能獲得低分子量的聚合產物，其M_w＜2500。