[发明专利]侧基含有羟基苯乙烯的聚合物、制备方法及其用途

权利要求书

1.侧基含有羟基苯乙烯的聚合物，其特征在于：以叔丁基二甲基硅氧乙基 苯乙烯或叔丁基二甲基硅氧丙基苯乙烯为单体，通过阳/阴离子聚合制备，包括 侧基含有羟基苯乙烯的均聚物与嵌段共聚物，

侧基含有羟基苯乙烯的均聚物是指以叔丁基二甲基硅氧乙基苯乙烯或叔丁 基二甲基硅氧丙基苯乙烯为单体制备的聚羟乙基苯乙烯或聚羟丙基苯乙烯，均聚 物的每个结构单元含有羟基，数均分子量范围为2000～200000g/mol，分子量分 布在1.1～5.0之间；

侧基含有羟基苯乙烯的嵌段共聚物是指通过叔丁基二甲基硅氧乙基苯乙烯 或叔丁基二甲基硅氧丙基苯乙烯与异丁烯、异戊二烯以及丁二烯中的一种单体发 生共聚后，再水解得到嵌段共聚物，含有羟基聚苯乙烯部分占整个分子链10～ 40％质量百分比，嵌段共聚物数均分子量范围为20000～500000g/mol，分子量分 布在1.1～5.0之间。

2.根据权利要求1所述的侧基含有羟基苯乙烯的聚合物，嵌段共聚物具体 指的是通过水解叔丁基二甲基硅氧乙基苯乙烯与异丁烯共聚物、叔丁基二甲基硅 氧乙基苯乙烯与异戊二烯共聚物、叔丁基二甲基硅氧乙基苯乙烯与丁二烯共聚 物、叔丁基二甲基硅氧丙基苯乙烯与与异丁烯共聚物、叔丁基二甲基硅氧丙基苯 乙烯与异戊二烯共聚物以及叔丁基二甲基硅氧丙基苯乙烯与丁二烯共聚物得到。

3.权利要求1所述的侧基含有羟基苯乙烯的聚合物的制备方法，其特征在 于：制备方法分为三步：

(1)叔丁基二甲基硅氧乙基苯乙烯与叔丁基二甲基硅氧丙基苯乙烯的合成： 其中

叔丁基二甲基硅氧乙基苯乙烯合成路线：

以4-溴苯乙烯为原料，反应温度为0-70度，通过格氏试剂与环氧乙烷反应 生成4-(2-羟乙基)苯乙烯；由于在阴/阳离子聚合过程中，羟基能参与链终止反应， 因此，在聚合前必须将羟基保护起来，通过叔丁基二甲基氯硅烷对羟基进行保护， 咪唑为催化剂，反应后制备得到叔丁基二甲基硅氧乙基苯乙烯，其中镁、4-溴苯 乙烯以及环氧乙烷之间的摩尔比例为1∶0.8～1.2∶1.0～4.0；4-(2-羟乙基)苯乙烯、 叔丁基二甲基氯硅烷以及咪唑之间的摩尔比例1∶1.0～2.0∶1.0～2.0；

叔丁基二甲基硅氧乙基苯乙烯：刺激性无色油状液体，沸点：98℃，1～2mb， 密度为：1.205g/cm³

叔丁基二甲基硅氧丙基苯乙烯的合成路线：

以4-溴苯乙烯为原料，反应温度为0-70度，通过格氏试剂与环氧丙烷反应 生成4-(3-羟丙基)苯乙烯，然后通过叔丁基二甲基氯硅烷对羟基进行保护，咪唑 为催化剂，反应后制备得到叔丁基二甲基硅氧丙基苯乙烯；其中镁、4-溴苯乙烯 以及环氧丙烷之间的摩尔比例为1∶0.8～1.2∶1.0～4.0；4-(2-羟丙基)苯乙烯、叔丁 基二甲基氯硅烷以及咪唑之间的摩尔比例1∶1.0～2.0∶1.0～2.0；

叔丁基二甲基硅氧丙基苯乙烯：刺激性无色油状液体，沸点：105℃，1～ 2mb，密度为：1.255g/cm³；

(2)以叔丁基二甲基硅氧乙基苯乙烯或叔丁基二甲基硅氧丙基苯乙烯为单 体的均聚物与共聚物的合成：

阳离子聚合制备聚叔丁基二甲基硅氧乙基苯乙烯和聚叔丁基二甲基硅氧丙 基苯乙烯均聚物：

在阳离子聚合中，低温条件下，0～-100℃，以氯甲烷或氯甲烷与烷烃混合溶 剂，氯甲烷与烷烃体积比例为1.0∶0.1～5.0，再分别向混合溶剂中加入引发剂、第 三组分和共引发剂，引发剂浓度为：1mol/L～10-5mol/L，共引发剂浓度为10 mol/L～10-4mol/L，第三组分浓度为：0.1mol/L～10-6mol/L，引发剂、第三组分 和共引发剂摩尔比例为1.0∶0.1～10∶1.0～60，随后加入上述单体叔丁基二甲基硅 氧乙基苯乙烯或叔丁基二甲基硅氧丙基苯乙烯制备均聚物，聚合时间为30分钟 ～24小时；其中单体浓度0.5mol/L～20mol/L，聚合物最后通过甲醇沉淀、洗涤， 干燥；均聚物的数均分子量范围为2000～200000g/mol，分子量分布在1.1～5.0 之间；

聚叔丁基二甲基硅氧丙基苯乙烯的阳离子聚合路线：

阳离子聚合制备聚叔丁基二甲基硅氧乙基苯乙烯和聚叔丁基二甲基硅氧丙 基苯乙烯共聚物：

在阳离子聚合中，低温条件下，0～-100℃，以氯甲烷或氯甲烷与烷烃混合溶 剂，氯甲烷与烷烃体积比例为1.0∶0.1～5.0，再分别向混合溶剂中加入引发剂、第 三组分和共引发剂，引发剂浓度为：1mol/L～10^-5mol/L，共引发剂浓度为10 mol/L～10^-4mol/L，第三组分浓度为：0.1mol/L～10^-6mol/L，引发剂、第三组分和 共引发剂摩尔比例为1.0∶0.1～10∶1.0～60，随后顺序加入料的方式先加入异丁烯 聚合30～2小时，再加入叔丁基二甲基硅氧乙基苯乙烯或叔丁基二甲基硅氧丙基 苯乙烯，再聚合时间为30分钟～24小时；其中单体浓度0.5mol/L～20mol/L，异 丁烯与叔丁基二甲基硅氧乙基苯乙烯或与叔丁基二甲基硅氧丙基苯乙烯投料量 的质量比为0.5～50∶0.5；聚合物最后通过甲醇沉淀、洗涤，干燥；共聚物聚物 的数均分子量范围为2000～200000g/mol，分子量分布在1.1～5.0之间；

阴离子聚合制备聚叔丁基二甲基硅氧乙基苯乙烯或聚叔丁基二甲基硅氧丙 基苯乙烯均聚物：

在阴离子聚合中，以烷烃为溶剂，丁基锂为引发剂，引发剂浓度为1 mol/L～l0^-5mol/L，上述单体叔丁基二甲基硅氧乙基苯乙烯或叔丁基二甲基硅氧丙 基苯乙烯制备均聚物；聚合时间1～20小时；均聚物或共聚物通过甲醇沉淀、洗 涤，最后干燥，均聚物的数均分子量范围为2000～200000g/mol，分子量分布在 1.1～5.0之间；

阴离子聚合制备聚叔丁基二甲基硅氧乙基苯乙烯和聚叔丁基二甲基硅氧丙 基苯乙烯共聚物：

在阴离子聚合中，以烷烃为溶剂，丁基锂为引发剂，引发剂浓度为1 mol/L～l0^-5mol/L，通过顺序加入料的方式，先加入叔丁基二甲基硅氧乙基苯乙 烯或叔丁基二甲基硅氧丙基苯乙烯，再加入异戊二烯或丁二烯制备嵌段共聚物， 聚合时间1～20小时；异戊二烯或丁二烯与叔丁基二甲基硅氧乙基苯乙烯或叔丁 基二甲基硅氧丙基苯乙烯投料量的质量比为0.5～50∶0.5，共聚物通过甲醇沉淀、 洗涤，最后干燥，共聚物聚物的数均分子量范围为2000～200000g/mol，分子量 分布在1.1～5.0之间；

(3)侧基含有羟基苯乙烯的聚合物的水解制备：把以叔丁基二甲基硅氧乙 基苯乙烯或叔丁基二甲基硅氧丙基苯乙烯为单体通过阳/阴离子聚合制备均聚物 和共聚物的水解在四氢呋喃与N，N-二甲基甲酰胺的混合溶剂中，其中四氢呋喃 与N，N-二甲基甲酰胺体积比例为1∶0.1～10，在正丁基氟化铵的作用下，脱出 保护基团，生成侧基为羟乙基和羟丙基的聚苯乙烯均聚物或嵌段共聚物，正丁基 氟化铵浓度为0.02～2mol/L。