[发明专利]一种叔胺衍生物型含氯两亲聚合物及其由该聚合物制备的分离膜

说明书

本发明公开了一种叔胺衍生物型含氯两亲聚合物及其由该聚合物制备的分离膜。所述叔胺衍生物型含氯两亲共聚物是以含氯大分子为分散剂，以小分子酯类为增溶剂，以含氯单体和叔胺衍生物型亲水单体为原料采用自由基悬浮聚合法聚合而成。所述含氯大分子分散剂由含氯单体与叔胺衍生物型亲水单体在有机溶剂中通过溶液共聚合得到。本发明采用含氯大分子分散剂，对含氯类的单体具有优异的分散效果，小分子酯类增溶剂可增加亲水单体与氯类单体相溶性，可制得的高亲水含氯两亲共聚物。由该叔胺衍生物型含氯共聚物可单独用于制备或与其他树脂共混制备分离膜，与现有含氯分离膜材料相比亲水性好，抗污染，成本低，应用前景好。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种叔胺衍生物型含氯两亲聚合物及 其由该聚合物制备的分离膜。

背景技术

聚氯乙烯是一种无毒、无臭的白色粉末。它的化学稳定性好，具有良好的可 塑性。除少数有机溶剂外，常温下可耐酸碱盐；PVC的热稳定性和耐光性较差， 在140℃以上即可开始分解变色。基于上述特点，PVC主要用于生产型材、异型 材、管材管件、板材、片材、电缆护套、硬质或软质管、输血器材和薄膜等领域。 并且在使用过程中，通过不断地研究改性，极大地扩展了PVC的应用领域。

聚偏氯乙烯具有耐燃、耐腐蚀、气密性好等特性。由于极性强，常温下不溶 于一般溶剂。缺点是光、热稳定性差，加工困难。可制成片材、管材、模塑件、 薄膜和纤维。为了克服溶解性差，加工困难的缺点，通常将偏氯乙烯与少量 (15％～20％)氯乙烯、丙烯腈、丙烯酸酯等单体共聚，得到二元或三元共聚物。 偏氯乙烯共聚物也用作涂料、胶粘剂等。

目前，关于聚氯乙烯类共聚物及其制备方法的研究国内外均有报道。比较有 代表性的有：中国专利(CN101402701A)公开了一种氯乙烯-醋酸乙烯-马来酸 酐三元共聚物生产方法，此PVC共聚物亲水性良好，可用于制作PVC过滤膜的 亲水组分。中国专利(CN200880124880.6)报道了一种偏氯乙烯共聚物的组合 物，与偏氯乙烯共聚的单体中为(甲基)丙烯酸类单体，其共聚物可制备多层薄 膜的包装袋。而现有的氯乙烯类共聚物中的共聚单体多为油溶性单体(如醋酸乙 烯、丙烯酸酯等)，虽然共聚含量可达到10～20wt％，但制得的共聚物亲水性很 差。当使用水溶性单体(如马来酸酐、丙烯酸等)为共聚单体时，共聚物中水溶 性单体组分含量特别低，只有5wt％以下。而另外许多文献也报道了采用原子转 移自由基聚合法(ATRP)将多种基团接枝到PVC的表面或聚合物链上，但总体 接枝率仍不会超过20wt％。只是在侧链或制品表面进行了改性，没有使聚合物内 部的主链得到根本的改变。中国专利(CN201510058518.5和CN2015100591133) 公开了一种阳(非)离子功能化氯乙烯聚合物及其制备方法，功能化氯乙烯聚合 物是以含氯单体、可接枝活性单体与亲水功能化单体为共聚单体，在水相分散体 系中先聚合成主链含有原子转移自由基聚合活性侧基的活性前体聚合物，然后在 碱性环境中，在固液界面上利用活性侧基引发阳(非)离子功能化单体进行界面 原子转移自由基聚合，聚合形成含有阳(非)离子型侧链的阴离子功能化含氯聚 合物。该种方法可将亲水单体含量最大提高至70wt％，高于现有的含氯共聚物中 的亲水组分含量。但该专利中有两大重要的问题没有解决：首先，该阳(非)离 子功能化含氯聚合物中，亲水链段就是阳(非)离子功能化链结F2，是作为接 枝链段接枝在聚合物主链上的，属于接枝聚合物，而不是常规的两种单体的主链 共聚物，这会导致聚合物链中主链和接枝链的性质差别巨大，在制备聚合物制品 时容易导致分相或性能的缺陷，并且接枝链段与主链的连接的化学键也不是很稳 定；而常规的无规共聚物中，两种性能的单体随机的分布，靠强力的碳碳键相互 连接，非常稳定，并且整体的聚合物链的性能均一而稳定，因此常规的共聚是主 链单体的根本改性，是一种质变。而共聚物的接枝改性则是在一般共聚改性无法 实现的情况下，采用的替代方法，无法改变本来聚合物主链的结构。其次，为了实现接枝的改性，必须对主链进行一定程度的破坏，使其含有活性位点或缺陷点， 然后利用活性位点或缺陷点将其他单体接枝到主链上，步骤极为复杂。并且活性 侧基也就使活性位点非常不稳定，非常容易降解导致专利中所述的原子转移自由 基聚合无法完成，因此还需要苛刻的反应环境对其进行保护以及采用昂贵的催化 剂体系实现聚合的稳定进行。因此该专利中，从聚合物的结构来看，并不是两种 单体的常规共聚物；从聚合物的制备方法来看，其合成步骤非常复杂，涉及到了 四种单体的配合以及两类聚合的步骤，其中的活性残基在进行原子转移自由基聚 合时，其催化剂体系的配合非常复杂，并且需要严格的无氧条件。因此，此专利 虽然实现了亲水单体组分的提高，但仍是一种难以工业化的非常规的极为复杂的 方案。