[發明專利]一種功能化高全同聚苯乙烯及其制備方法

有效

• 申請號: 201410401102.4
• 申請日: 2014-08-14
• 公開（公告）號: CN105440186B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 崔冬梅;劉東濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C08F112/14
• 分類號: C08F112/14;C08F112/32;C08F4/54
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明涉及聚合物技術領域，尤其涉及一種功能化高全同聚苯乙烯及其制備方法。

背景技術

聚苯乙烯是非常重要的工程材料之一，根據其微觀結構可分為全同聚苯乙烯、間規聚苯乙烯和無規聚苯乙烯，其中全同結構的聚苯乙烯可以通過Ziegler-Natta催化劑制備。然而由于聚合物分子中不含有極性基團，使這種聚苯乙烯的極性較差，進而導致這種聚苯乙烯的粘結性能、染色性能以及與其他極性聚合物的相容性能較差，限制了聚苯乙烯產品的應用。因此，采用帶有極性基團的苯乙烯單體合成功能化的高全同聚苯乙烯，受到了人們的重視。

現有技術中，烷氧基功能化的苯乙烯可以通過陽離子聚合和陰離子聚合的方法獲得功能化的聚苯乙烯，然而所得的聚合物選擇性較低，如利用陽離子聚合獲得的鄰甲氧基功能化苯乙烯和對甲氧基功能化的聚苯乙烯均為無規結構(Makromol.Chem.,1962,58,217-225)；利用陰離子聚合在低溫下獲得的鄰甲氧基功能化的聚苯乙烯全同選擇性較低，mm僅為90％(J.Polym.Sci.,Part A-1,1969,7,1933-1946)。對于Ziegler-Natta配位聚合催化劑，由于功能化苯乙烯單體上的雜原子會與活性中心配位從而使其失去活性，從而無法獲得功能化的高全同聚苯乙烯。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種功能化高全同聚苯乙烯及其制備方法，本發明提供的功能化高全同聚苯乙烯具有較高的全同選擇性。

本發明提供了一種功能化高全同聚苯乙烯，包括具有式I所示結構的重復單元：

式I中，E為硫或氧；

R¹為碳原子數為1～10的烷基或碳原子數為6～10的芳基；

R為碳原子數為1～20的烷氧基、碳原子數為6～20的芳氧基、碳原子數為1～20的烷硫基、碳原子數為6～20的芳硫基、碳原子數為1～20的烷基或碳原子數為6～20的芳基；R在苯環上的任意位置進行取代；

m表示取代基R的個數，0≤m≤4。

優選的，所述聚苯乙烯的數均分子量為0.1×10⁴～150×10⁴。

優選的，所述式I中R¹為碳原子數為2～5的烷基或碳原子數為7～9的芳基。

優選的，所述式I中R為碳原子數為2～5的烷氧基、碳原子數為7～9的芳氧基、碳原子數為2～5的烷硫基、碳原子數為7～9的芳硫基、碳原子數為2～5的烷基或碳原子數為7～9的芳基。

本發明提供了一種上述技術方案所述功能化高全同聚苯乙烯的制備方法，包括：

在催化劑的作用下，將功能化苯乙烯進行聚合反應，得到功能化高全同聚苯乙烯；

所述功能化苯乙烯具有式II所示的結構：

式II中，F為硫或氧；

T¹為碳原子數為1～10的烷基或碳原子數為6～10的芳基；

T為碳原子數為1～20的烷氧基、碳原子數為6～20的芳氧基、碳原子數為1～20的烷硫基、碳原子數為6～20的芳硫基、碳原子數為1～20的烷基或碳原子數為6～20的芳基；T在苯環上的任意位置進行取代；

n表示取代基T的個數，0≤n≤4；

所述催化劑包括稀土配合物、有機硼化合物和有機鋁化合物。

優選的，所述稀土配合物具有式III所示的結構：

式III中，R²和R⁵各自獨立地為碳原子數為6～20的芳基、碳原子數為6～20的鹵代芳基、碳原子數為1～20的烷基或碳原子數為1～20的鹵代烷基；

R³和R⁴各自獨立地為碳原子數為6～10的芳基、碳原子數為6～10的鹵代芳基、碳原子數為1～10烷基或碳原子數為1～10的鹵代烷基；

R⁶為碳原子數為1～10的烷基、碳原子數為1～10的硅烷基、碳原子數為6～10的胺基芳基、碳原子數為1～10的硅胺基、碳原子數為1～10的烷胺基、碳原子數為3～10的烯丙基或硼氫基；

Ln為Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu；

L為配體，包括四氫呋喃、乙醚、乙二醇二甲醚或甲苯；

p為L的個數，0≤p≤2。