[發明專利]一種聚硅氧烷/聚苯乙烯交聯聚合物的制備方法

有效

• 申請號: 201210590996.7
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103012701A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 姜彥;史紅巖;蔡敏;張洪文
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08F212/08;C08F230/08;C08G77/385;C08J3/24;B01J20/26;C02F1/28;C02F101/30
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技術領域

本發明涉及一種聚苯乙烯/聚硅氧烷交聯聚合物的制備方法。屬于高分子材料領域，特別適合用作高分子吸附劑。

技術背景

聚硅氧烷是由硅氧鍵交替形成主鏈，側鏈是與硅原子相連的有機基團，具有較好的熱穩定性、良好的透氣性等，在建筑、汽車、航天航空等領域具有廣泛的應用，但聚硅氧烷的玻璃化轉變溫度低、機械性能差，限制了其進一步應用。

據文獻報道，含聚二甲基硅氧烷的共混物已在很多方面取得應用，如納米技術、電子、過濾、二維液相色譜法、吸附。其中嵌段聚合物的合成是制備具有優異性能新型材料的重要途徑，陰離子聚合是制備這類共聚物的較好方法，但需要苛刻的實驗條件與煩瑣的純化過程。自由基聚合法也可制備嵌段和接枝共聚物，采用聚硅氧烷大單體和各種單體聚合制備各種嵌段共聚物，但同時也會碰到常規自由基聚合中一些常見的問題，如聚合物末端官能團的引入、引發效率低和有均聚物生成等。

發明內容

本發明的目的在于公開一種聚苯乙烯/聚硅氧烷交聯聚合物的制備方法，該方法操作簡便，反應條件溫和，制備的聚合物結構確定、分子量可控。

本發明的聚苯乙烯/聚硅氧烷交聯聚合物的制備方法首先制備聚硅氧烷大分子引發劑（X-PDMS-X），使用原子轉移自由基聚合的方法，將單體苯乙烯和帶有雙鍵和烷氧基的硅烷偶聯劑由X-PDMS-X末端的烷基鹵引發聚合，當接觸水分時，硅烷偶聯劑中的甲氧基水解發生交聯從而形成交聯聚合物。該交聯聚合物具有良好的熱穩定性，具有廣闊的應用前景。

本發明的聚苯乙烯/聚硅氧烷交聯聚合物的制備方法具體包括以下步驟：

A：將羥基封端聚硅氧烷用四氫呋喃進行提純；

B：將A中提純的聚硅氧烷溶解在非極性溶劑中，加入縛酸劑，引發劑，n（羥基封端聚硅氧烷）：n（引發劑）：n（縛酸劑）（三者摩爾比）=1:3:3.5，冰浴下反應0.5-1h后，升至室溫反應4-6h；

C：將B中得到的粗產物離心除去銨鹽后，滴加到無水甲醇和水的混合液中，將下層聚合物烘干，得到聚硅氧烷大分子引發劑X-PDMS-X。

D：將步驟C制得的X-PDMS-X，CuCl/bpy催化劑，溶劑，苯乙烯（St）、帶有雙鍵和甲氧基的硅烷偶聯劑加入到經抽真空-充氮氣的反應器中，其中n（CuCl）：n（bpy）n（St+硅烷偶聯劑）：=1:3:370~480，V（St）:V（KH570）=8:1~2:1，100-130℃反應15~25h，得到交聯聚合物粗產物；

E：將A中得到的粗產物溶解在四氫呋喃中，過濾，用無水甲醇洗滌，將產物于80℃真空下烘干，得到聚苯乙烯/聚硅氧烷交聯聚合物。

帶有雙鍵和甲氧基的硅烷偶聯劑如γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（KH-570）或乙烯基三甲氧基硅烷（A171）。

所述步驟B中的非極性溶劑為乙酸乙酯，甲苯等中的一種；縛酸劑為有機胺類，如三乙胺，乙二胺中的一種；引發劑為α-溴代異丁酰溴、α-溴代丙酰溴、α-溴代丙酰氯、α-溴代異丁酰氯等含有兩個鹵原子的酰溴或酰氯中的一種。

所述步驟D中的溶劑為苯甲醚，二甲苯等中的一種。

以步驟B中引發劑為溶劑為甲苯、步驟D中溶劑為二甲苯，硅烷偶聯劑為KH570為例，制備聚苯乙烯/聚硅氧烷交聯聚合物，合成過程如下：

隨著城市污水和工業廢水的大量排放，水體污染狀況日益嚴重，引起了世界廣泛關注，中國也加大了在這方面的投入。聚合物處理劑具有用量少、熱穩定性高、無毒、可降解等優點，本發明制備了一種聚硅氧烷/聚苯乙烯的交聯聚合物，將其放在填充柱中，不但可以吸附有機試劑如甲苯，苯酚等有機物，而且通過洗脫可以循環使用，是一種高效的聚合物吸附劑。

本發明原子轉移自由基聚合（ATRP）法合成的一種聚苯乙烯/聚硅氧烷交聯聚合物，具有操作簡便，反應條件溫和，后處理簡單等優點。活性自由基聚合為制備結構確定、分子量可控的聚合物提供了重要手段，原子轉移自由基聚合（ATRP）法作為一種新型的活性自由基聚合方法，由烷基鹵代烴引發，合成聚合物的分子量可控，分子結構可以設計，反應條件溫和等優點。

附圖說明

圖1是PS/PDMS/KH570交聯聚合物的傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）圖；

圖2是PS/PDMS/KH570交聯聚合物的DSC曲線；

圖3是PS/PDMS/KH570交聯聚合物的TGA曲線。

具體實施方式

下面的實施實例是對本發明的進一步說明，而不是限制本發明的范圍。