[發明專利]一種基于ATRP聚合法合成胺基化聚苯乙烯的方法與應用

在審

• 申請號: 202010316630.5
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111440256A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 林凌;時辰亮;鄧茂青;吳玉潔;李鑫
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C08F8/30
• 分類號: C08F8/30;C08F293/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于ATRP聚合法合成胺基化聚苯乙烯的方法與應用其包括以下特征：

(1)單體4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯的合成：通過對氯甲基苯乙烯與鄰苯二甲酰亞胺在無水DMF中反應，經進一步純化，得到單體4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯；

(2)改性聚4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯的合成：將純化的單體4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯與引發劑N-溴甲基鄰苯二甲酰亞胺在催化劑作用下于二甲苯溶劑中進行原子轉移自由基聚合，于120℃下聚合8-12h，提純后得到不同聚合度的聚4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯；

(3)嵌段聚合物聚4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯-b-苯乙烯的合成：將步驟(2)合成的聚4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯做為大分子引發劑與單體苯乙烯在催化劑作用下于二甲苯溶劑中進行原子轉移自由基聚合，于110℃下聚合5-10h，提純后得到不同聚合度的嵌段聚合物聚4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯-b-苯乙烯；

(4)末端雙鄰苯二甲酰亞胺保護的嵌段聚合物聚4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯-b-苯乙烯的合成：將步驟(3)合成的嵌段聚合物聚4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯-b-苯乙烯與鄰苯二甲酰亞胺鉀鹽在無水DMF中于60℃反應12h，經進一步純化后得到末端雙鄰苯二甲酰亞胺保護的嵌段聚合物聚4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯-b-苯乙烯；

(5)胺基化聚苯乙烯的合成：將步驟(4)合成的末端雙鄰苯二甲酰亞胺保護的嵌段聚合物聚4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯-b-苯乙烯與水合肼在無水THF中溶解后，回流溫度下反應過夜，經純化后得到胺基化聚苯乙烯。

2.根據權利1所述的一種基于ATRP聚合法合成胺基化聚苯乙烯的方法與應用其特征在于，所述步驟(1)單體4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯的具體合成方法為：

(1-1)合成：將0.1mol對氯甲基苯乙烯與0.12mol鄰苯二甲酰亞胺鉀鹽溶于50mL無水DMF中，在70℃下反應7h，反應結束后將反應液倒入冰水中，得到粗產物4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯；

(1-2)純化：加入適量氯仿將粗產物4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯溶解，依次用去離子水、0.1M氫氧化鈉溶液、去離子水處理，收集有機層，用無水硫酸鎂干燥后，旋干溶劑，固體物質在烘箱中干燥24h，得到純凈的單體4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯。

3.根據權利1所述的一種基于ATRP聚合法合成胺基化聚苯乙烯的方法與應用其特征在于，所述步驟(2)改性聚4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯的具體合成方法為：

(2-1)合成：將步驟(1-2)純化的單體與N-溴甲基鄰苯二甲酰亞胺置于反應體系中，并加入催化劑，抽真空-通氬氣循環三次后，在密閉體系下注入二甲苯，于120℃下聚合8-12h，得到改性聚4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯混合液；

(2-2)純化：向步驟(2-1)中混合溶液加入一定量氯仿稀釋，然后通過中性氧化鋁層析柱，收集液體并將其倒入甲醇中沉淀聚合物，經多次粉碎后，置于真空烘箱中干燥，即得到純凈的聚4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯。

4.根據權利1所述的一種基于ATRP聚合法合成胺基化聚苯乙烯的方法與應用其特征在于，所述步驟(3)嵌段聚合物聚4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯-b-苯乙烯的具體合成方法為：

(3-1)合成：將步驟(2-2)中純化的聚4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯做為大分子引發劑與苯乙烯置于反應體系中，并加入催化劑，抽真空-通氬氣循環三次后，于110℃下聚合5-10h，得到嵌段聚合物聚4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯-b-苯乙烯混合液；

(3-2)純化：向步驟(3-1)中混合溶液加入一定量氯仿稀釋，然后通過中性氧化鋁層析柱，收集液體并將其倒入甲醇中沉淀聚合物，經多次粉碎后，置于真空烘箱中干燥，即得到純凈的聚4-亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯-b-苯乙烯。