[發明專利]一種高聚合度高間規度聚乙烯醇及其制備方法

有效

• 申請號: 202010770658.6
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN112062892B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 鄒黎明;王華君;李文剛;吳迪;王艷麗;孫晨凱;王超;何鈞煒
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08F218/10
• 分類號: C08F218/10;C08F218/08;C08F8/00
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

本發明涉及一種高聚合度高間規度聚乙烯醇及其制備方法，包括如下步驟：(1)將VBz、VAc和VPi三種單體以及引發劑在一定條件下進行乳液聚合得到預聚物PVBz?co?PVAc?co?PVPi；所述引發劑為過硫酸鉀和N,N－二甲基乙醇胺的混合物，所述乳液聚合中的乳化劑為十二烷基硫酸鈉和聚氧乙烯辛基苯酚醚?10的混合溶液；(2)將PVBz?co?PVAc?co?PVPi溶于甲醇中得到PVBz?co?PVAc?co?PVPi/甲醇溶液；(3)將一定濃度的NaOH/甲醇溶液緩慢加入到PVBz?co?PVAc?co?PVPi/甲醇溶液中，邊加邊攪拌至出現產物后再靜置反應得到高聚合度高間規度的聚乙烯醇。制得的聚乙烯醇聚合度為9000～21000，間規度為54～65％，熔點為237℃～256℃；可有選擇性地改變單體比例合成出所需要的高聚合度高間規度的聚乙烯醇，該方法具有工藝簡單，易控制、綠色環保、轉化率高的特點。

技術領域

本發明所屬聚乙烯醇(PVA)的合成技術領域，涉及一種高聚合度高間規度聚乙烯醇及其制備方法。

背景技術

目前制備的高強高模聚乙烯醇(PVA)纖維主要采用普通PVA聚合物為原料，該種聚合物合成時主要以廉價易得的醋酸乙烯酯(VAc)為單體，因VAc單體分子量較小，反應性質較活潑，可以采用多種聚合方法制備出PVA的預聚體PVAc，再用NaOH/甲醇溶液做催化劑進行醇解便可制備PVA聚合物。但是由于VAc分子量小，反應性質活潑，且側基基團空間位阻小，合成出的PVA聚合度與間規度不高，其聚合度為一般為1700～3500，間規度一般為48～51％。

由于現有技術制得的PVA的聚合度與間規度不高，這不僅會限制成纖時大分子的取向與結晶從而影響PVA纖維的強度和模量以及纖維的耐酸堿腐蝕，耐氣候等性能。而且因低聚合度低間規度的PVA本身熔點不高，制得的纖維也難以獲得較高的熔點。

因此，研究一種高聚合度、高間規度以及高熔點的聚乙烯醇具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中存在的問題，以苯甲酸乙烯酯(VBz)、醋酸乙烯酯(VAc)和三甲基乙酸乙烯酯(VPi)為單體，采用乳液聚合法共聚制備出了聚苯甲酸乙烯酯-co-聚醋酸乙烯酯-co-聚三甲基乙酸乙烯酯(PVBz-co-PVAc-co-PVPi)預聚體，再經NaOH/甲醇溶液醇解的方法最終制備出高聚合度高間規度聚乙烯醇聚合物。

為達到上述目的，采用的技術方案如下：

一種高聚合度高間規度聚乙烯醇的制備方法，是以VBz(苯甲酸乙烯酯)、VAc(醋酸乙烯酯)和VPi(三甲基乙酸乙烯酯)為單體，采用乳液聚合法共聚再經醇解的方法制備高聚合度高間規度聚乙烯醇，包括如下步驟：

(1)將VBz、VAc、VPi和引發劑在一定條件下進行乳液聚合得到預聚物PVBz-co-PVAc-co-PVPi；所述引發劑為KPS(過硫酸鉀)和DMEA(N,N－二甲基乙醇胺)的混合物，所述乳液聚合的乳化劑為SDS(十二烷基硫酸鈉)和OP-10(聚氧乙烯辛基苯酚醚-10)的混合溶液；

(2)將PVBz-co-PVAc-co-PVPi溶于甲醇得到PVBz-co-PVAc-co-PVPi/甲醇溶液；

(3)將一定濃度的NaOH/甲醇溶液緩慢加入到PVBz-co-PVAc-co-PVPi/甲醇溶液中，邊加邊攪拌出現白色產物后再繼續靜置反應一定時間后得到高聚合度高間規度聚乙烯醇。

作為優選的技術方案：

如上所述的一種高聚合度高間規度聚乙烯醇的制備方法，所述VBz、VAc和VPi的總加入量與所述引發劑的摩爾比為100:0.4～0.6；引發劑中KPS和DMEA的摩爾比為5.0:2.0～3.0；VBz、VAc和VPi的摩爾比為20:30～50:50～30。