[发明专利]一种细乳液聚合制备聚(苯乙烯-马来酸酐)类异形功能微球的方法

说明书

本发明公开了一种细乳液聚合制备聚(苯乙烯‑马来酸酐)类异形功能微球的方法。该方法利用超重力旋转填充床制备苯乙烯‑马来酸酐类单体的细乳液，然后将细乳液进行聚合反应制备聚(苯乙烯‑马来酸酐)类异形功能微球。本发明利用超重力设备喷射单体易于在连续水介质中形成非球形的单体液滴；此外，液滴或初始粒子中形成的苯乙烯‑马来酸酐共聚物部分水解，部分水解共聚物与未水解共聚物的亲水性不同，可引起共聚物微相分离、在聚合过程中诱导形成非球形粒子。相比球形粒子，本发明制备的异形微球因其形状、性能的不对称或定向性，在表面活性剂、吸附剂等应用方面具有更优良性能，如更高的乳化稳定性、更高的吸附能力等。

技术领域

本发明属于聚合物功能微球制备技术领域，特别涉及一种细乳液聚合制备聚(苯乙烯-马来酸酐)类异形功能微球的方法。

背景技术

马来酸酐(MAH)是一种重要的功能单体，通过其酐基的水解，可很容易的获得羧基、氨基等功能基团。马来酸酐(MAH)单体通常难以自聚，易于与苯乙烯(St)共聚。苯乙烯(St)-马来酸酐(MAH)共聚物(SMA)在涂料、印刷、造纸、粘合剂、废水处理等领域都有广泛应用。

苯乙烯(St)-马来酸酐(MAH)共聚常采用溶液和沉淀聚合方法，这些方法常需要使用大量有机溶剂。乳液聚合是一种常用的制备聚合物微球的方法，以水为介质时，绿色环保。但苯乙烯(St)-马来酸酐(MAH)共聚不能采用以水为介质的乳液聚合，原因在于：乳液聚合中，单体要经历从单体液滴经由连续相-水相而扩散至增溶胶束、然后在增溶胶束中反应的过程，而马来酸酐(MAH)在水中易水解后降低或失去与苯乙烯聚合反应的活性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述有关苯乙烯(St)-马来酸酐(MAH)聚合技术中存在的不易在水介质中进行乳液聚合，不易大量、连续进行细乳液聚合，不易制备苯乙烯-马来酸酐非球形聚合物粒子等问题，提供一种利用超重力设备大量、连续制备水介质细乳液，然后聚合制备聚(苯乙烯-马来酸酐)类非球形功能微球的方法。

所述的细乳液聚合制备聚(苯乙烯-马来酸酐)类异形功能微球的方法为：利用超重力旋转填充床制备苯乙烯-马来酸酐类单体的细乳液，然后将细乳液进行聚合反应制备聚(苯乙烯-马来酸酐)类异形功能微球。

所述细乳液的配制方法为：将单体、交联剂溶于有机溶剂中配制油相；将乳化剂、引发剂溶于水或缓冲液中配制水相；将油相在超重力设备中高速剪切为微小的单体液滴以喷射状与水相降膜撞击、混合，形成细乳液。

所述聚合反应的反应温度为50-70℃，反应时间为2-6h。

所述单体为苯乙烯及其衍生物和马来酸酐，单体在细乳液中的浓度为0.15-1.35mol/L，苯乙烯及其衍生物和马来酸酐的摩尔比为1-9:1-1.1。

所述苯乙烯及其衍生物为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、茴香烯中的一种或几种。

所述交联剂为二乙烯基苯和/或二甲基丙烯酸乙二醇酯，交联剂在油相中的浓度为0.125-1.2mol/L。

所述有机溶剂为酯类溶剂、烷烃溶剂中一种或几种。

所述酯类溶剂为乙酸乙酯和/或乙酸异戊酯。所述烷烃溶剂为正己烷和/或正庚烷。

所述乳化剂为长链烷基盐乳化剂、Span类乳化剂中的一种或几种。乳化剂在水相中的浓度为0.125-0.75mol/L。

所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、Span60、Span 80中的一种或几种。

所述引发剂为偶氮类引发剂、氧化-还原类引发剂中的一种或几种。引发剂在水相中的浓度为0.01-0.05mol/L。

所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异丁基脒盐酸盐、亚硫酸氢钠-过硫酸钾、过硫酸氨中的一种或几种。