[發明專利]雙親嵌段共聚物的合成方法

無效

• 申請號: 201010216819.3
• 申請日: 2010-06-24
• 公開（公告）號: CN101870759A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 蔣學;王銀豪;田秀枝;黃丹;楊一奇
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08F2/24;C08F220/18;C08F220/56;C08F220/14;C08G81/02;C08G65/48;D06M15/285;D06M15/53;B01F17/52
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術領域

本發明涉及一種雙親嵌段共聚物的合成方法，尤其是一種用反向原子轉移自由基乳液聚合合成雙親嵌段共聚物的制備方法。

背景技術

雙親嵌段共聚物的制備主要可以通過活性聚合、不同的聚合方法聯用和化學改性等途徑來實現。其中活性聚合為高分子化學家進行高分子的分子設計提供了強有力的手段，利用活性聚合可以通過依次加入單體合成嵌段共聚物、接枝共聚物；通過選擇性加入帶官能團的引發劑或終止劑，合成的聚合物的端基可以是特定的官能團通過設計引發劑的結構，合成出星型聚合物、樹枝狀聚合物等。活性聚合主要有活性陰離子聚合、活性陽離子聚合、活性自由基聚合等。而原子轉移自由基聚合(ATRP)是“活性”/可控自由基聚合中研究最多的一種。

ATRP適用單體廣、操作簡單、反應條件相對溫和，能夠得到結構精確、相對分子質量分布窄的聚合物；但ATRP采用低價態的過渡金屬為催化劑，有機溶劑作為反應介質，所以聚合受到了一定的限制。而RATRP乳液聚合采用傳統的自由基聚合引發劑，催化劑為高價態過渡金屬鹽，較低價態易保存，以水體系為反應介質；使得可控反應的條件簡單化，所以RATRP乳液聚合成為ATRP聚合研究中的一個熱點。烯烴類酯是一種反應活性很高的單體，具有強疏水性，而酰胺類是一種活性較好，同時有著較好親水性的單體。利用反向原子轉移自由基乳液聚合合成雙親嵌段共聚物未見文獻報道。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種雙親嵌段共聚物的合成方法，使得到的雙親嵌段共聚物對疏水性的物質有一定的親和力，同時對顏料有著較好的穩定作用。

按照本發明提供的技術方案，所述雙親嵌段共聚物的合成方法，特征是，配方比例按重量份數計，包括以下步驟：

(1)將1～3份乳化劑、50～100份去離子水、50～100份疏水性單體加入到帶支管燒瓶中，在轉速為350～450rad/min的磁力攪拌下攪拌20～40分鐘得到乳液；

(2)向乳液中加入0.05～0.1份堿、1～2份催化劑、1～3份配體、1～2份引發劑得到反應體系A；對反應體系A密封抽真空，使真空度達到10～50kPa后再充氬氣至常壓；反復三次抽真空與充氬氣的過程；

(3)在氬氣存在的條件下，將裝有反應體系A的帶支管燒瓶放入60～80℃水浴中，反應1～5小時后，取出帶支管燒瓶放入冰水中冷卻20～40分鐘，至帶支管燒瓶內的反應體系A的溫度降至15～30℃，轉移出反應產物A進行抽濾；抽濾得到的固體用去離子水沖洗3～5次，在40～50℃條件下真空烘干4～8小時得到丙烯酸酯聚合物；

(4)將丙烯酸酯聚合物和1～5份親水性單體加入帶支管燒瓶中得到反應體系B，對反應體系B密封抽真空，使真空度達到10～50kPa后再充氬氣至常壓，反復三次；在氬氣存在下的條件下，將裝有反應體系B的燒瓶放入20～40℃水浴中反應20～100分鐘，取出燒瓶放入冰水浴中冷卻20～40分鐘，至反應體系B的溫度降至15～30℃，轉移出得到的反應產物B并抽濾，得到的固體用去離子水沖洗3～5次后，在40～50℃條件下真空烘干4～8小時得到雙親嵌段共聚物。

所述疏水性單體為丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯中的一種或幾種的組合。

所述親水性單體為丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、聚乙二醇、N-羥甲基-2-丙烯酰胺中的一種或幾種的組合。

所述引發劑為過硫酸鹽或過氧化氫及其衍生物。

所述乳化劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、曲拉通X-100中的一種或幾種的組合。

所述催化劑為溴化銅、溴化亞銅、氯化銅、氯化亞銅中的一種或幾種的組合。

所述配體為五甲基二乙烯三胺、聯二吡啶、4，4′-二-正庚基-2，2′-聯吡啶、4，4′-二(5-壬基)-2，2′-聯吡啶中的一種。

所述堿為碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉中的一種或幾種的組合。

所述引發劑為過硫酸鉀或過硫酸銨。

本發明的優點：可按照設計要求合成具有特定分子量及不同親水性/疏水性鏈段比的雙親性共聚物乳液。本發明得到的嵌段共聚物乳液粒子分布均勻、乳液體系穩定，同時發現單體的轉化率比較高。可用本發明所得的嵌段共聚物用作織物的吸附，吸附上嵌段共聚物后的織物對疏水性的物質有一定的親和力，同時共聚物體系對顏料有著較好的穩定作用。

具體實施方式

本發明所述的合成方法得到的雙親嵌段共聚物的各項性能可采用以下指標進行檢測：