[发明专利]非均相连续光聚合反应控制聚合物分子量的制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于高分子材料领域。

背景技术：

传统聚合方法包括本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合四种，各有优点，但在反应速度及工艺上等都存有不足，且分子量不可控。光固化技术是指以紫外线或可见光为能源诱导反应性的液体物料快速转变成固体的过程。与一般聚合方法比较，紫外光聚合速度快、污染少、节省能量、可以实现自动化操作，从而提高生产效率和经济效益，是一种环境友好的绿色技术。

与传统热聚合不同之处在于，光聚合反应本质上是由光引发的聚合、交联反应，一个光聚合体系包括以下三种主要组分：(1)光引发剂，用于产生引发聚合反应的活性种(自由基或阳离子)，是光聚合体系的关键组分；(2)单体，又称为活性稀释剂，主要用于调节体系的粘度，但是对聚合速率和材料的性能也有影响；(3)低聚物(或称预聚物、树脂)，赋予材料以基本的物理化学性能。

发明内容：

本发明提供了一种新型的控制聚合物分子量的方法，从而可实现对聚合物性能的控制，这种方法能够将聚合物的分子量控制在1000-20000的范围，可以是水性材料，也可以是油性材料，可以是柔软材料，也可以是具有一定形态结构的刚性材料。

本发明提供的技术方案如下：利用光聚合反应技术，采用非均相反应体系，通过调节聚合体系组分、光照强度、流速、温度，可将聚合物的分子量控制在1000～20000范围之内。

本发明提供的非均相连续光聚合反应控制聚合物分子量的制备方法，其特征在于：制备分两步进行；第一步将单体、光引发剂及溶剂混合均匀；第二步将混合好的溶液连续流过光源，快速聚合；这种控制聚合物分子量的方法中单体、光引发剂及溶剂的质量百分比为：

光引发剂    0.5％～10％

单体        5％～70％

溶剂        25％～90％

反应条件为：

光强        15mW/cm²～300mW/cm²

温度        0～80℃

流速        500g/min～10000g/min

所述的光引发剂紫外光类光引发剂或可见光类光引发剂。

本发明中光反应性单体为(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸羟基酯、带有环状结构或苯环的(甲基)丙烯酸酯或乙烯基活性稀释剂。光引发剂为紫外光引发剂或可见光引发剂，α，α-二甲基苯偶酰缩酮(651)、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(1173)、2-甲基1-(4-甲巯基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(907)、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化瞵(TPO)、1-羟基环己基苯甲酮(184)、2-羟基-2-甲基-1-对羟乙基醚基苯基丙酮(2959)、樟脑醌(CQ)或三乙醇胺。

溶剂为蒸馏水、乙醇、乙酸乙酯、甲醇、异丙醇、丙醇、苯、甲苯、丁酮、丁醇、丙酮或正己烷。

该技术将传统聚合中的非均相聚合与光聚合技术相结合，用于制备1000-20000分子量的聚合物。该方法具有制备方法简单、不用添加链转移剂及其它助剂，可实现循环性反应。

附图说明

图1实施例1的红外谱图。

图2实施例2的红外谱图。

图3实施例5的红外谱图。

具体实施方式

将5％～70％单体、0.5％～10％的光引发剂及25％～90％的溶剂搅拌溶解、混合均匀后，以500g/min～10000g/min的流速连续流入反应器，在温度为0℃～80℃下，用光强15mW/cm2～300mW/cm2的紫外光或可见光照射混合溶液，使其固化，非均相沉淀得到特定分子量范围内的聚合物。

实施例1称取0.6g1173和30g的丙烯酸甲酯，加入乙醇和水(质量比1∶1)91.8g，充分搅拌混合均匀后，以2000g/min的速度将混合溶液流入光强为55mW/cm2的反应器，温度为50℃，反应得到分子量为3000的聚合物，分子量分布较窄，分散系数为1.56，结构经红外得以证明，图1为聚丙烯酸甲酯的红外谱图，可用于涂料、胶粘剂、油墨领域。

实施例2

丙烯酸甲酯和丙烯酸羟乙酯(质量比5∶4)    40g

184                                     2.1g

丁醇、丁酮和蒸馏水(质量比3∶2∶5)       63.2g

光强                                    100mW/cm2