[發明專利]一種利用低溫共熔體作用的原子轉移自由基聚合方法

有效

• 申請號: 201611069769.4
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106749805B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 薛志剛;王計嶸;解孝林;周興平;韓建宇;周俊
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C08F120/14
• 分類號: C08F120/14;C08F120/18;C08F2/06;C08F4/80
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 紀元

1.一種利用低溫共熔體作用的原子轉移自由基聚合方法，其特征在于，該方法是在低溫共熔體的環境中，使單體、引發劑以及催化劑三者相混合，從而使所述單體進行原子轉移自由基聚合反應生成相應的聚合物；該方法能夠通過調節低溫共熔體的種類及用量調控反應速率、產物轉化率和聚合控制性，從而制備得到所需的聚合產物；

所述低溫共熔體為液態，并且所述低溫共熔體為乙酰胺-己內酰胺、乙酰胺-尿素、己內酰胺-尿素、氯化膽堿-乳酸、氯化膽堿-丙二酸、氯化膽堿-草酸、氯化膽堿-乙二醇、氯化膽堿-甘油、四丁基溴化銨-乙二醇、四丁基溴化銨-甘油、十六烷基三甲基溴化銨-乙二醇、四丁基溴化銨-乙醇胺、硫氰酸鉀-乙酰胺、硫氰酸鉀-己內酰胺、硫氰酸銨-乙酰胺、硫氰酸銨-己內酰胺、硫氰酸銨-尿素中的任意一種；此外，該低溫共熔體具體是將低溫共熔體各組分混合，然后升溫形成無沉淀的透明共熔物得到的；

所述催化劑為含有金屬元素的催化劑，所述聚合方法包括以下步驟：

在無水且隔離氧氣的條件下，將所述單體與所述含有金屬元素的催化劑混合形成第一混合物；然后將該第一混合物加熱至預先設定的原子轉移自由基聚合反應的反應溫度；接著，將所述低溫共熔體加入到所述第一混合物中，并向該第一混合物中加入引發劑，所述單體即開始進行原子轉移自由基聚合反應生成相應的聚合物；

所述單體與所述含有金屬元素的催化劑兩者的摩爾比為50:1～500:1；

所述單體與所述引發劑兩者的摩爾比為50:1～500:1；所述單體與所述低溫共熔體的體積比為3:1～200:1；

低溫共熔體的引入，與金屬催化劑形成活性配合物對聚合體系起到催化作用；而且，低溫共熔體還能用作反應體系的溶劑，有效地降低體系的粘度和反應熱，提高反應速率和轉化率。

2.如權利要求1所述利用低溫共熔體作用的原子轉移自由基聚合方法，其特征在于，所述低溫共熔體的熔點低于所述原子轉移自由基聚合反應的反應溫度。

3.如權利要求1所述利用低溫共熔體作用的原子轉移自由基聚合方法，其特征在于，所述單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、氯乙烯、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯腈和醋酸乙烯酯中的至少一種；所述引發劑為2-溴苯基乙酸乙酯、2-溴異丁酸乙酯、2-溴異丁酸甲酯、2-溴丙酸乙酯和2-溴乙基苯的任意一種；

所述含有金屬元素的催化劑為溴化亞鐵、溴化亞銅、溴化鐵和氯化鐵中的至少一種。

4.如權利要求1所述利用低溫共熔體作用的原子轉移自由基聚合方法，其特征在于，所述第一混合物是在保護性氣體的條件下攪拌混合20min～30min得到的。

5.如權利要求1所述利用低溫共熔體作用的原子轉移自由基聚合方法，其特征在于，所述預先設定的原子轉移自由基聚合反應的反應溫度為30℃～120℃。

6.如權利要求1所述利用低溫共熔體作用的原子轉移自由基聚合方法，其特征在于，所述原子轉移自由基聚合反應的反應時間不小于0.5小時。

7.如權利要求1所述利用低溫共熔體作用的原子轉移自由基聚合方法，其特征在于，所述原子轉移自由基聚合反應的反應時間為0～21小時。

8.如權利要求6或7所述利用低溫共熔體作用的原子轉移自由基聚合方法，其特征在于，所述原子轉移自由基聚合反應是通過冷卻反應體系結束的，生成的所述相應的聚合物是通過除去所述反應體系中所述催化劑以及未反應的所述單體提純得到的。

9.如權利要求4所述利用低溫共熔體作用的原子轉移自由基聚合方法，其特征在于，所述保護性氣體為氮氣或惰性氣體。

10.如權利要求1所述利用低溫共熔體作用的原子轉移自由基聚合方法，其特征在于，所述將所述低溫共熔體加入到所述第一混合物中，是先將所述低溫共熔體加熱到所述預先設定的原子轉移自由基聚合反應的反應溫度，接著再將加熱后的所述低溫共熔體加入到所述第一混合物中。