[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

本發明提供了一種基于ATRP聚合法合成胺基化聚苯乙烯的方法與應用，步驟如下：通過對氯甲基苯乙烯與鄰苯二甲酰亞胺鉀鹽在無水DMF中反應，經純化后得到單體4?亞甲基鄰苯二甲酰亞胺基苯乙烯；再將此單體與N?溴甲基鄰苯二甲酰亞胺在催化劑作用下進行ATPR聚合，得到改性聚4?亞甲基鄰苯二甲酰亞胺苯乙烯；再以此改性聚4?亞甲基鄰苯二甲酰亞胺苯乙烯做為大分子引發劑與單體苯乙烯在催化劑作用下，再次進行ATRP聚合，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；最后通過水合肼還原，得到胺基化聚苯乙烯。最后利用合成的胺基化聚苯乙烯與功能化納米粒子進行復配，可使油/水界面張力顯著降低，可應用于石油、醫藥等多種領域。

技術領域

本發明屬于應用官能團化聚合物與功能化納米粒子復配后降低油/水界面張力的技術領域，具體涉及利用原子轉移自由基聚合法(ATRP)，合成窄分子量分布，聚合度可控的胺基化聚苯乙烯，并應用胺基化聚苯乙烯與功能化納米粒子復配后大幅降低油/水界面張力。

背景技術

低油/水界面張力的形成，對于石油開采、三次增產、防乳破乳、油水分離、食品加工、醫藥等領域具有十分重要的意義。

現階段，低界面張力的實現往往通過添加小分子表面活性劑來實現，但因其成本昂貴，在工業中應用受到一定的限制。

官能團化聚合物與納米粒子復配，通過靜電作用力可在油/水界面層中相互吸引，從而達到降低油/水界面張力的作用。胺基化聚合物因其可通過調節 pH值，使胺基質子化帶正電，其與帶負電性功能納米粒子復配后，可實現對油/ 水界面張力的降低。

發明內容

發明目的：為進一步增強現有降低油/水界面張力技術的效果。本發明實現了一種基于ATRP聚合法合成胺基化聚苯乙烯的方法與應用，為實現低油/ 水界面張力的構建，提供了一種用于降低油/水界面張力的胺基化嵌段聚苯乙烯的合成方法，并提供了一種其與功能化納米粒子復配后降低油/水界面的方法應用。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于ATRP聚合法合成胺基化聚苯乙烯的方法與應用，包括以下步驟：

(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。其合成路線見附圖1.合成路線。

進一步的，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：