[發明專利]一種低分子量窄分布苯乙烯-馬來酸酐共聚物及其制備方法

有效

• 申請號: 202010151001.1
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111234081B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 曹春雷;張志彬;譚志勇;張會軒
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: C08F212/08
• 分類號: C08F212/08;C08F222/08;C08F2/01
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉瀟

本發明提供了一種低分子量窄分布苯乙烯?馬來酸酐共聚物及其制備方法，屬于高分子材料制備技術領域。本發明采用高溫連續自由基聚合法制備苯乙烯?馬來酸酐共聚物，工藝簡單，溶劑和引發劑用量少，成本低廉，可連續化生產，而且反應時間短，反應速率快，轉化率高；所述方法制備的低分子量窄分布苯乙烯?馬來酸酐共聚物分子量分布范圍小，產品分子量分布更均勻，產品性能更穩定，具有良好的工業化前景。

技術領域

本發明涉及高分子材料制備技術領域，尤其涉及一種低分子量窄分布苯乙烯-馬來酸酐共聚物及其制備方法。

背景技術

苯乙烯-馬來酸酐共聚物是一種重要的功能性高分子材料，具有耐熱性能良好、熔體粘度低、加工性能優異、化學穩定性好、硬度高、透明性高以及與其它高分子材料相容性好等優點，廣泛應用于建筑、電器、汽車制造、辦公用品、涂料、化工、制藥和鉆井等行業。按其分子結構的不同可分為交替共聚物和無規共聚物；按分子量大小分可分為高分子量和低分子量苯乙烯-馬來酸酐共聚物。高分子量苯乙烯-馬來酸共聚物主要做工程塑料、復合材料、相容劑、擴鏈劑或然耐熱改性劑使用。與高分子量共聚物相比，低分子量苯乙烯-馬來酸酐共聚物應用更加廣泛，可以作為水溶性高分子材料、增粘劑、施膠劑、助染劑、保護膠體、顏料分散劑、清潔力及乳化劑使用。另外，苯乙烯-馬來酸共聚物分子鏈中含有高反應活性的酸酐基團，低分子量苯乙烯-馬來酸共聚物可以發生皂化、酯化、酰胺化反應制備種類多樣的苯乙烯-馬來酸酐共聚物的衍生物，這些功能化衍生物可廣泛應用于紡織印染、涂料、電子、日化和化工等行業。由此可見，低分子量苯乙烯-馬來酸共聚物是一種應用廣泛的功能性高分子材料。

苯乙烯-馬來酸酐共聚物通常采用溶液聚合、沉淀聚合、本體聚合、本體-懸浮聚合等聚合方法合成。這些聚合方法既可以合成高分子量苯乙烯-馬來酸酐共聚物也可以合成低分子量的苯乙烯-馬來酸酐共聚物。目前，采用上述聚合方法合成的苯乙烯馬來酸共聚物均采用間歇聚合方式進行。由于苯乙烯和馬來酸酐易形成電子絡合物且聚合過程間歇進行，結果導致聚合前期形成的共聚物中馬來酸酐含量偏高，而后期形成的共聚物中馬來酸酐含量偏低。因此，通過間歇溶液聚合、沉淀聚合、本體聚合、本體-懸浮聚合等聚合方式得到的苯乙烯-馬來酸酐共聚物通常是不同組成共聚物的混合物，共聚物的共聚組成、鏈段及分子量分布較寬，當聚合反應在低于100℃的溫度下進行時，由于交替聚合傾向強烈，甚至得到的聚合物通常是聚苯乙烯和苯乙烯-馬來酸酐交替共聚物的混合物，這嚴重影響了苯乙烯-馬來酸酐共聚物的使用效果及應用范圍。另外，由于間歇聚合合成的苯乙烯-馬來酸酐共聚物批次之間產品質量參差不齊，導致產品質量穩定性較差，這也嚴重限制了該共聚物的使用范圍及使用效果。

目前，合成低分子量苯乙烯-馬來酸酐共聚物時，降低分子量的方法有兩種:一種方法是通過在聚合過程中提高引發劑的用量降低共聚物的分子量，得到低分子量的苯乙烯-馬來酸酐共聚物；通常引發劑的用量要達到單體的3.5％至7％左右才能達到理想效果。然而，通過提高引發劑的用量，雖然能降低聚合物的分子量，但引發劑用量的提高會使聚合反應放熱劇烈，反應撤出困難，反應難以控制；另外，引發劑用量較高時，還會導致在聚合過程中發生接枝、交聯等副反應，在產品中殘留有大量未分解的引發劑而影響最終產品的使用性能。更為重要的是，引發劑較為昂貴，它的大量使用會嚴重增加產品的生產成本。另一種方法是在聚合過程中大量使用分子量調節劑來降低苯乙烯-馬來酸酐共聚物的分子量。雖然分子量調節劑對降低聚合物分子量十分有效，但想要合成分子量在2000～10000范圍內的低分子量苯乙烯-馬來酸酐共聚物仍需要加入較大量的分子量調節劑(通常為單體用量的5～20wt％)。通常所用的分子量調節劑多為硫醇類物質，該類物質氣味較大，在產品后期處理過程中難以消除殘余的分子量調節劑，因此采用該方法合成苯乙烯-馬來酸共聚物也常有較大的氣味，會污染環境，影響操作人員的身體健康。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低分子量窄分布苯乙烯-馬來酸酐共聚物及其制備方法，所述方法可連續生產，制備的低分子量苯乙烯-馬來酸酐共聚物轉化率高、產品純凈、共聚物組成均勻、分子量分布較窄。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：