[發(fā)明專利]一種超微濾膜用聚苯乙烯嵌段共聚物的合成方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410411371.9
• 申請(qǐng)日: 2014-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN104193927A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 易磚;徐又一;朱利平;王正寶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F293/00
• 分類號(hào): C08F293/00;C08F6/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新型功能高分子材料的合成領(lǐng)域，特別涉及一種用于超微濾膜材料的聚苯乙烯嵌段聚合物的合成方法。

背景技術(shù)

醋酸纖維素、聚偏氟乙烯、聚芳砜、聚丙烯腈等聚合物是制備高分子分離膜的經(jīng)典化工原料，以這些聚合物為原料制備高分子分離膜已有20-60年不等的發(fā)展歷程。迄今為止，上述幾種聚合物為原料的分離膜在化工、水處理、納米粒子提純等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，顯示出聚合物膜分離技術(shù)高效、節(jié)能、環(huán)保、成熟的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。但是，隨著分離技術(shù)的日益進(jìn)步，對(duì)分離膜材料的分離效率和分離精度的要求也在逐漸提高。由于高分子分離膜制備的內(nèi)在技術(shù)特征，決定了醋酸纖維素、聚偏氟乙烯、聚芳砜、聚丙烯腈等聚合物作為膜材料通過相轉(zhuǎn)化法制備聚合物膜時(shí)，難以制備出孔徑規(guī)則、選擇層厚度可控、孔隙密度高的聚合物分離膜。以嵌段聚合物為膜材料時(shí)，不僅能夠利用高分子膜材料制備的相轉(zhuǎn)化技術(shù)方案，還能夠發(fā)揮嵌段聚合物擁有但一般聚合物不具有的自組裝原理，作為新一代的聚合物膜材料顯示出在制備孔隙密度高、孔徑規(guī)則、選擇層厚度可控的聚合物分離膜提供了可行性。在眾多的嵌段共聚物中，聚苯乙烯嵌段共聚物由于合成相對(duì)容易，單體及其他化工原料來源廣泛從而顯示出作為超微濾膜材料的良好前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種超微濾膜用聚苯乙烯嵌段聚合物的合成方法，以克服現(xiàn)有聚合物原料難以制備出孔徑規(guī)則、選擇層厚度可控、孔隙密度高的技術(shù)難題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種超微濾膜用聚苯乙烯嵌段共聚物的合成方法，包括以下步驟：

（1）將第一單體、引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑溶解在溶劑A中，形成均相溶液；?

（2）在65-75^oC的氮?dú)饣驓鍤鈿夥障戮酆?-10h，生成第一嵌段聚合物；

（3）隨后加入苯乙烯和第二單體，在80-85^oC聚合20-36h后自然冷卻至室溫，得到嵌段共聚物溶液；

（4）將嵌段共聚物溶液在溶劑B中沉淀，得到的固體產(chǎn)物，即為聚苯乙烯嵌段共聚物；

所述的第一單體選自丙烯酸，N-異丙基丙烯酰胺，?N,N-二甲基丙烯酰胺，N,N-二甲基丙烯酸乙酯、N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺、丙烯酸羥乙酯，羥乙基丙烯酰胺，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸叔丁酯，丙烯酸聚乙二醇酯，4-乙烯基吡啶，2-乙烯基吡啶，乙烯基咪唑。

所述的引發(fā)劑選自過氧化苯甲酰、過氧化二苯甲酰、偶氮二異丁氰、偶氮二氰基戊酸；

所述的鏈轉(zhuǎn)移劑選自三硫代酯化合物，所述的三硫代酯化合物的離去基團(tuán)（即R基團(tuán)）選自乙基，丙基，丁基，戊基，己基，庚基，辛基，壬基，葵基，十一烷基，十二烷基，十三烷基，十四烷基，十五烷基，十六烷基，十七烷基，十八烷基，十九烷基；三硫代酯化合物的自由基活化基團(tuán)（即Z基團(tuán)）選自2,2-二甲基乙酸、2,2-二甲基乙酸甲酯、2,2-二甲基乙酸乙酯、2,2-二甲基乙酸丙酯、2,2-二甲基乙酸丁酯、2,2-二甲基乙酸聚乙二醇酯。

所述的第二單體選自丙烯腈，丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸戊酯，丙烯酸己酯，丙烯酸葵酯，丙烯酸十二酯，丙烯酸十八酯。

第一單體、第二單體、苯乙烯、鏈轉(zhuǎn)移劑、引發(fā)劑在溶液中的摩爾比為(10³-6×10³):(0-16.5×10³):(5.3×10²-16.5×10³):(3-10):1，以溶劑A體積計(jì)，每升溶劑中含有3-5mol第一單體，溶劑與溶劑B的體積比為1:8-10。

所述步驟4中的溶劑B選自乙醚、石油醚、異丙醇、甲醇、乙醇中的一種或兩種。

所述的步驟1中的溶劑A選自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、1-甲基2-吡咯烷酮、二甲基亞砜、磷酸三乙酯。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果：

（1）本發(fā)明提供的一種超微濾膜用聚苯乙烯嵌段聚合物的合成方法，是基于可逆裂解加成可控自由基活性聚合的原理，可以準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)分子量、分子量分布以及特定組成的聚苯乙烯嵌段聚合物的合成。

（2）基于可逆裂解加成可控自由基聚合的技術(shù)方案，相對(duì)于陰離子聚合或原子轉(zhuǎn)移自由基等其它活性自由基聚合手段，其對(duì)單體的適用性更廣、對(duì)聚合條件的要求更寬松，可實(shí)現(xiàn)多種嵌段聚合物的大批量合成，特別適合于膜材料原料來源的獲取。