[發明專利]一種二氧化硫三元共聚物的制備方法

在審

• 申請號: 201610001921.9
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105440287A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 賈慶明;劉鑫;陜紹云;支云飛;王亞明
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C08G75/205
• 分類號: C08G75/205
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光功能材料制備，環保材料應用和環境保護技術，具體是一種二氧化硫三元共聚物（聚砜）的制備方法。

背景技術

我國是一個以煤炭為主要能源的國家，煤炭一直占我國能源的生產和消耗的70%以上。隨著經濟的快速發展，煤炭消費不斷增長。但是隨著煤的消耗量的增加，燃煤產生的二氧化硫的量也不斷增加。SO₂等酸性氣體導致的酸沉降己經成為舉世關注的區域性環境問題。對于日益嚴重的SO₂污染問題，各國都有相關法規嚴格控制其排放量。目前，一般采用催化燃燒、化學氧化和吸附等方法去除SO₂，但都有一定的局限性，如設備投資及運行費用較高、去除不完全及有二次污染等。通過與烯烴類物質進行聚合吸收SO₂是一個新穎的方法，可以有效地變廢為寶。

聚砜是一種熱塑性工程塑料,力學性能優異,剛性大,耐磨,高強度,即使在高溫下也保持優良的力學性能,長期使用溫度為160℃,短期使用溫度190℃,熱穩定性高,耐水解,尺寸穩定性好,成型收縮率小,無毒,耐輻射,耐燃,有自熄性。在寬廣的溫度范圍內有優良的電性能、化學穩定性好,除濃硝酸、濃硫酸、鹵代烷外,能耐一般酸、堿、鹽。聚礬膜秉承了聚礬本身的特點,不僅具有優良的滲透性,而且具有優良的耐溫性、耐溶劑性和高的機械強度,因而,在超濾、微濾、反滲透、氣體分離、醇/水分離、烯烴/烷烴分離、固定化載體、血液透析等方面得到了廣泛應用。

用于制備聚砜的合成方法有很多，但是以SO₂為原料合成聚砜的研究較少，常見的研究方法主要有兩種，第一種是機械法，Snow等人使用機械高速攪拌的方法來讓烯烴和SO₂進行共聚制備聚砜，通過將烯烴和SO₂共同放入高速攪拌器中進行攪拌，但是制備出的聚砜熱穩定性較差，產率較低，無法進行大規模工業化生產。第二種是低溫合成法，該方法主要是烯烴單體在自由基引發劑存在的情況下和液態SO₂進行共聚，反應是在-78℃下進行反應，雖然該方法的合成產率高達79.9%，但是制備成本高，工藝復雜，無法實現大規模工業化生產。因此如何以低成本和溫和反應條件成為制備聚砜的研究熱點問題。

發明內容

本發明的目的在于解決目前涉及SO₂共聚反應的不足和缺陷，以含苯環烯烴類單體、降冰片烯類聚合單體和SO₂三元共聚合成聚砜；目前大多數含有苯環烯烴類是工業合成產品，價格低廉，產量高，降冰片烯類是石油裂解產品的加工產品，價格低廉，容易獲取。目前工業生產中生成大量SO₂氣體，通過兩種單體三元共聚吸收能夠降低對環境污染。

本發明二氧化硫三元共聚物的制備方法具體步驟如下：

（1）在高壓反應釜中加入3-12g的含苯環烯烴類單體、3-12g降冰片烯類聚合單體、0.040-0.200g自由基引發劑，混勻；

（2）將SO₂氣體通入高壓反應釜中，當壓力達到0.1-5MPa后，在轉數100r/min-400r/min和反應溫度40℃-120℃下進行反應，反應4h-24h；

（3）將步驟（2）獲得產物取出加入氯仿溶解，并且用甲醇進行沉淀，離心分離，倒去上清液，將沉淀產物真空干燥，即得二氧化硫三元共聚物。

所述降冰片烯類聚合單體是降冰片烯、降冰片烯衍生物、降冰片二烯中一種。

所述含苯環烯烴類單體為苯乙烯、2-苯丙烯、苯丁烯酮、3-乙烯基苯胺中的一種。

步驟（1）所采用自由基引發劑是有機過氧化物引發劑、無機過氧化物引發劑或偶氮類引發劑。

步驟（3）的真空干燥是在40℃下真空干燥24h；

用FTIR檢測產品，在1300處有O=S=O對稱伸縮振動峰，1138處有O=S=O的不對稱伸縮振動峰，可以證明該產物為聚砜類產物。

用元素分析檢測產品，S元素含量在5%左右，由此可以證明二氧化硫參與共聚。

與現有的技術相比，本發明具有如下優點：

（1）本發明提出了一種全新的聚砜合成思路，擁有合成條件溫和，成本低廉和產率高的特點；