[发明专利]一种苯乙烯-乙烯基吡啶两嵌段共聚物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子化合物合成技术领域，尤其涉及一种苯乙烯- 乙烯基吡啶两嵌段共聚物的制备方法。

背景技术

两亲型嵌段共聚物是一种极性非极性材料之间的相容剂，广泛应 用于聚合物改性领域和精细化工领域等，由于其极性-非极性的两亲 结构，可使得极性不相容的两相均匀分散，如可用作轮胎帘子布的表 面处理剂，聚合物粉体改性的表面活性剂等。阴离子聚合是制备嵌段 共聚物的一种方法，非极性单体如苯乙烯、丁二烯、异戊二烯等的阴 离子聚合控制技术已经非常成熟了，并且有多种嵌段共聚物产品问 世。目前，极性-非极性两亲型嵌段聚合物具有更广泛的应用领域， 但采用阴离子聚合方法制备含极性嵌段共聚物难度较大，这是因为极 性单体的阴离子聚合反应速度快，难以控制，且存在副反应；此外， 乙烯基吡啶的聚合物不溶于环己烷等非极性溶剂，所以采用阴离子聚 合制备含乙烯基吡啶链段的嵌段共聚物，其反应主要在极性溶剂中进 行。J.Robert等在9:1的吡啶/THF中制备含4-乙烯基吡啶的嵌段共聚 物(Macromolecules，1997,30-1,5596)，该反应在极性溶剂中进行， 由于极性溶剂较强的溶剂化效应，使得聚合中心离解成自由离子，因 此聚合反应速率很快。一般情况下带取代基的不饱和单体是以插入活 性中心离子对的方式进行链增长的，当离子对较松或者完全离解成自 由离子时，这种插入在空间方向上完全不受到限制，导致得到的嵌段 聚合物立构规整性差，分子量分布较宽，同时由于反应速度较高，存 在较多副反应。本方法选择弱极性或非极性作为反应溶剂，通过控制 第二单体的聚合温度，实现在非极性或弱溶剂中苯乙烯-乙烯基吡啶 两嵌段共聚物的制备。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种苯乙烯-乙 烯基吡啶两嵌段共聚物的制备方法，合理控制聚合的反应温度，避免 副反应的发生，节约生产成本。

一种苯乙烯-乙烯基吡啶两嵌段共聚物的制备方法，包括以下步 骤：

(1)在干燥、氮气状态下，向聚合烧瓶中加入非极性或弱极性 溶剂、烷基锂引发剂引发苯乙烯单体聚合，聚合温度为30℃～60℃， 聚合时间为1～3小时，其中所述非极性或弱极性溶剂为环己烷、甲 苯或二氧六环，烷基锂引发剂为正丁基锂、异丁基锂或烯丙基锂；

(2)加入乙烯基吡啶单体在-10℃～20℃条件进行嵌段聚合 0.5～1.5小时后，加入甲醇进行封端，再加入乙醇进行解析，静置后 进行过滤，真空干燥得到苯乙烯-乙烯基吡啶两嵌段共聚物。

进一步优化，所述乙烯基吡啶单体为2-乙烯基吡啶和4-乙烯基吡 啶中的一种或两种混合物。

进一步优化，所述烷基锂引发剂为正丁基锂，其用量与乙烯基吡 啶单体的摩尔比为1:100～1000。

进一步优化，所述乙烯基吡啶单体的用量与苯乙烯单体用量的质 量比为3：7～7：3。

与现有技术相比，有益效果是：本发明采用在极性或弱极性溶剂 中实现苯乙烯-乙烯基吡啶的合成，实现了含聚乙烯基吡啶的嵌段共 聚物的制备，该合成方法是一种阴离子分散聚合，聚合过程直接得到 聚合物微球。

具体实施方式

下面的实例供进一步说明本发明的方法之用，但不应受此限制。

实施例1

取一个250ml的聚合烧瓶于烘箱中120℃条件下干燥4小时以 上，反应前聚合烧瓶抽真空-烘烤-充氮气保护，反复三次；向聚合烧 瓶中加入120ml环己烷、20g苯乙烯单体、0.2mmol正丁基锂，在45℃ 条件下聚合2小时后，加入8g2-乙烯基吡啶单体在20℃条件下聚合 反应1小时，用甲醇进行封端终止，再加入乙醇进行解析，得到聚合 物沉淀，过滤后真空干燥得到苯乙烯-乙烯基吡啶两嵌段共聚物，其 聚集态呈核壳结构，外层为苯乙烯聚合物，内层为聚-2乙烯基吡啶， GPC测试所得聚合物分子量Mn为8.9万，分子量分布为2.1，单体 转化率为82.7％。

实施例2