專利名稱：等離子體引發(fā)制備苯乙烯-馬來酸酐共聚物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種等離子體引發(fā)制備苯乙烯-馬來酸酐共聚物的方法。
背景技術(shù)：
自從20世紀70年代末到80年代初的幾年中，等離子體引發(fā)技術(shù)逐步得到了人們的 重視。美國和日本的科研人員相繼用等離子體引發(fā)聚合的方法合成出多種乙烯基單體的聚 合物。上述方法均是在高真空條件下進行，反應(yīng)步驟復(fù)雜，聚合單體較為單一，僅為水溶 性的乙烯基單體。目前CN 1687149A在大氣壓下利用氮氣等離子體分別合成出了丙烯酸
和丙烯酰胺單體的均聚物，但是需要用真空泵將體系保持高真空一分鐘然后通入N2至常
壓，反復(fù)三次以置換容器內(nèi)的02，反應(yīng)步驟較為復(fù)雜，而且后聚合時間過長，需要120~200
小時以上，反應(yīng)活性較低，反應(yīng)周期過長，能源浪費嚴重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種等離子體引發(fā)制備苯乙烯-馬來酸酐共聚物的方法。使用介 質(zhì)阻擋放電(DBD)的方法使空氣電離成等離子體，同時將這些等離子體及活性自由基 通入單體溶液的液面以下，引發(fā)乙烯基單體與馬來酸酐的共聚合反應(yīng)。本發(fā)明采用空氣等 離子體引發(fā)聚合，無需排除反應(yīng)容器內(nèi)的02，反應(yīng)速率較快，縮短了反應(yīng)周期，節(jié)約能 源。
本發(fā)明提供的等離子體引發(fā)制備苯乙烯-馬來酸酐共聚物的方法包括的步驟
1) 在反應(yīng)容器內(nèi)裝苯乙烯單體和馬來酸酐的丙酮溶液；苯乙烯和馬來酸酐的摩爾比 為l: 1，苯乙烯和丙酮的體積比為h 1。
2) 25-3(TC溫度下，空氣經(jīng)等離子體發(fā)生裝置形成空氣等離子體通入反應(yīng)容器的溶 液中進行聚合，空氣的流量在20-80mL/min，放電時間為10-30分鐘，功率為15-20瓦；
3) 聚合l-2小時后加入無水乙醇沉淀劑終止反應(yīng)；
4) 用無水乙醇反復(fù)清洗除去未反應(yīng)的單體，真空干燥24-48小時，得到共聚物。 所述的苯乙烯單體和馬來酸酐的摩爾比為l: 1。
所述的溶劑為丙酮，也可用甲苯，二甲苯，DMF等溶劑來替代。 本發(fā)明是在常壓下可連續(xù)反應(yīng)。采用空氣等離子體引發(fā)聚合，無需排除反應(yīng)容器內(nèi)的 02，反應(yīng)速率較快，縮短為1-2小時，縮短了反應(yīng)周期，節(jié)約了能源。由于等離子體引發(fā) 聚合不含有引發(fā)劑，產(chǎn)物非常純凈，具有廣闊的發(fā)展前景和現(xiàn)實意義。


圖1為本發(fā)明的實驗裝置示意圖。
具體實施例方式
如圖所示，1.射頻電源2.質(zhì)量流量計3.鐵絲網(wǎng)4.銅絲5.石英管6.三口 燒瓶7.球型冷凝管。 實例l:
將經(jīng)過減壓蒸餾提純的lOmL苯乙烯，與苯乙烯摩爾比為l: l的經(jīng)過重結(jié)晶提純除 去阻聚劑的馬來酸酐和lOmL丙酮加入帶有磁轉(zhuǎn)子的燒瓶中，置于恒溫水浴加熱器里，控 制溫度在30°C，至馬來酸酐完全溶解?？諝饨?jīng)等離子體發(fā)生裝置通入反應(yīng)容器中，并用 質(zhì)量流量計控制空氣的流量在80mL/min。打開DBD等離子體發(fā)生電源，放電時間為 30min，功率為20瓦，將形成的空氣等離子體通入溶液中，停止放電。聚合1小時后加 入無水乙醇(200mL)沉淀劑終止反應(yīng)，得到共聚物。并用無水乙醇清洗3次，除去未反 應(yīng)的單體，經(jīng)真空烘箱干燥24小時后測出收率，收率為91%,共聚物粘均相對分子質(zhì)量 為1.1 X105。
實例2:
將經(jīng)過減壓蒸餾提純的lOmL苯乙烯，與苯乙烯摩爾比為l: l的經(jīng)過重結(jié)晶提純除 去阻聚劑的馬來酸酐和10mL丙酮加入帶有磁轉(zhuǎn)子的燒瓶中，置于恒溫水浴加熱器里，控 制溫度在25'C,至馬來酸酐完全溶解?？諝饨?jīng)等離子體發(fā)生裝置通入反應(yīng)容器中，并用 質(zhì)量流量計控制空氣的流量在20mL/min。打開DBD等離子體發(fā)生電源，放電時間為 10min，功率為15瓦，將形成的空氣等離子體通入溶液中，停止放電。聚合2小時后加 入無水乙醇(200mL)沉淀劑終止反應(yīng)，得到共聚物。并用無水乙醇清洗3次，除去未反 應(yīng)的單體，經(jīng)真空烘箱干燥48小時后測出收率，收率為82%,共聚物粘均相對分子質(zhì)量 為4.5 X104。
權(quán)利要求
1、一種等離子體引發(fā)制備苯乙烯-馬來酸酐共聚物的方法，其特征在于包括的步驟1)在反應(yīng)容器內(nèi)裝苯乙烯單體和馬來酸酐的丙酮溶液；2)25-30℃溫度下，空氣經(jīng)等離子體發(fā)生裝置形成空氣等離子體通入反應(yīng)容器的溶液中進行聚合；空氣的流量在20-80mL/min，放電時間為10-30分鐘，功率為15-20瓦；3)聚合1-2小時后加入無水乙醇沉淀劑終止反應(yīng)；4)用無水乙醇反復(fù)清洗除去未反應(yīng)的單體，真空干燥24-48小時，得到共聚物。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的苯乙烯單體和馬來酸酐的摩爾比 為1: 1。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的丙酮可用甲苯，二甲苯，DMF 來替代。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種等離子體引發(fā)制備苯乙烯-馬來酸酐共聚物的方法，在常壓條件下將空氣電離成等離子體，同時將這些等離子體通入裝有苯乙烯單體和馬來酸酐的丙酮溶液的反應(yīng)容器中。空氣的流量在20-80ml/min，放電時間為10-30分鐘。聚合1-2小時后加入無水乙醇沉淀劑終止反應(yīng)，用無水乙醇反復(fù)清洗除去未反應(yīng)的單體，真空干燥24-48小時。本發(fā)明用等離子體引發(fā)聚合不含有引發(fā)劑，產(chǎn)物非常純凈，具有廣闊的發(fā)展前景和現(xiàn)實意義。
文檔編號C08F2/52GK101531730SQ20091006768
公開日2009年9月16日 申請日期2009年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者李景慶, 京 盛, 達 閆, 馬桂秋 申請人:天津大學(xué)