[发明专利]一种光诱导-可逆加成断裂链转移聚合制备水溶性PVA树脂的方法

说明书

本发明属于高分子材料合成技术领域，公开了一种光诱导‑可逆加成断裂链转移聚合制备水溶性PVA树脂的方法。所述方法包括以下步骤：(1)将醋酸乙烯酯、丙烯酸、链转移剂、光催化剂加入到反应器，超声分散，在无氧或有氧条件下，光照射下反应24‑72小时，得到分子量及分子量分布可控醋酸乙烯酯‑丙烯酸共聚物；(2)将醋酸乙烯酯‑丙烯酸共聚物在碱性条件下醇解，得到水溶性的聚乙烯醇‑丙烯酸共聚物。该方法原料来源丰富、廉价易得、反应条件温和，操作简单，可得到分子量及分子量分布可控的醋酸乙烯酯、丙烯酸共聚物，进而对聚醋酸乙烯酯‑丙烯酸共聚物的分子结构、分子量大小以及其分布指数大小进行控制，拓宽了水溶性PVA树脂的应用范围。

技术领域

本发明涉及高分子材料合成技术领域，具体是涉及一种光诱导-可逆加成断裂链转移聚合制备水溶性PVA树脂的方法。

背景技术

聚乙烯醇(PVA)因无毒无味，对皮肤无刺激性，不会引起皮肤过敏，具备良好的机械性能、光学性能、生物相容性，以及良好的成膜性、黏结力，在很多方面得到广泛应用。

聚乙烯醇的溶解性很大程度上是受聚合度、醇解度影响的，由于聚合度、醇解度高低的不同以及醇解方式的不同，聚乙烯醇在溶解时间、温度上有很大的差异。而PVA在进行加工生产下游产品时大部分需要溶解，鉴于目前PVA树脂不易溶解，中国专利CN102746462A提出了一种醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚制备水溶性PVA树脂的方法，该方法采用自由基聚合技术制备了醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚物，然后水解制备水溶性PVA。

然而，近年来随着聚乙烯醇应用范围的扩大，人们对聚乙烯醇的性能提出越来越多的要求。但是，如上述中国专利CN102746462A的方法，传统的自由基聚合容易发生链转移、链终止、偶合、支化等副反应，无法对聚醋酸乙烯酯的分子结构、分子量大小以及其分布指数大小进行控制，从而使得自由基聚合制备的聚醋酸乙烯酯水解制备的PVA应用范围受到了一定的限制。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种光诱导-可逆加成断裂链转移聚合制备水溶性PVA树脂的方法，使用该方法可得到分子量及分子量分布可控的醋酸乙烯酯、丙烯酸共聚物，进而对聚醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚物的分子结构、分子量大小以及其分布指数大小进行控制，从而拓宽了水溶性PVA树脂的应用范围。

为达到本发明的目的，本发明光诱导-可逆加成断裂链转移聚合制备水溶性PVA树脂的方法包括以下步骤：

(1)将醋酸乙烯酯、丙烯酸、链转移剂、光催化剂加入到反应器，超声分散，在无氧或有氧条件下，光照射下反应24-72小时，反应结束后，得到分子量及分子量分布可控醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚物；

(2)将醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚物在碱性条件下醇解，得到水溶性的聚乙烯醇-丙烯酸共聚物。

进一步地，优选地，在本发明的一些实施例中，所述链转移剂是黄原酸酯。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述光催化剂是面式-三(2-苯基吡啶)合铱配合物(fac-Ir(ppy)₃)、三联吡啶氯化钌六水合物(Ru(bpy)₃Cl₂)、曙红Y和亚甲基蓝中的一种或多种。

进一步地，所述醋酸乙烯酯、丙烯酸、链转移剂、光催化剂摩尔比为(10-200)：(0.5-10)：(1-3)：(0.001-0.3)。

进一步地，所述光照射是紫外光、蓝光或绿光照射。

进一步地，所述在碱性条件下醇解是在NaOH甲醇溶液中醇解。

与现有技术相比，本发明方法中光致电荷/能量转移-可逆加成裂解链转移聚合技术(PET-RAFT)耐氧性好、可控性好，产生废物较少，催化剂浓度低且可回收，节能环保，可与大部分的合成方法兼容，是一种低碳环保的绿色合成方法，非常适合于工业化大规模生产应用，尤其是生物医学领域。