[发明专利]一种微反应器中自由基聚合制备P(SMA-co-DM)的方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，特别涉及一种微反应器中自由基聚合双亲性无规共聚物P(SMA-co-DM)的方法。

背景技术

近十年来，高分子专业的科学家们对双亲性高分子进行了很多有意义的研究，两亲聚合物是指同一高分子中同时具有对两种性质不同的相(如水相与油相，两种油相，两种不相容的固相等)皆有亲和性的聚合物。尽管两亲聚合物研究的历史不长，但目前人们研究的许多热点如纳米材料(L.B膜)，液晶(侧链型高分子液晶)，药物靶向和缓释，高分子合金(相溶剂)，三次采油以及化学工业中的粘合剂，乳液聚合和分散聚合等方面都与两亲高分子密切相关。两亲化合物己成为化学，化工，石油，医学，材料，物理学，电子，生命科学相互交叉研究的对象。P(SMA-co-DM)中其中疏水单体SMA具有一个长链的侧挂基团，这使聚合物在后续的自组装中容易形成囊泡形状的胶束，这一性质可以应用于药物缓释载体和生物分子等方面；亲水单体DM具有PH响应性与温敏性，可以在共聚物自组装中通过改变PH值以及温度可以控制胶束的形貌，所以具有良好的应用前景。双亲性无规共聚物制备较为简单，但是存在着转化率低、分子量分布较宽等一系列问题。

近年来双亲性无规共聚物被广泛应用于各个领域，因此双亲性无规共聚物制备方法的选择也就显得尤为重要。基于此，微反应器在制备双亲性无规共聚物方面表现出了极大的优势。在微反应器中进行气液混合或反应，具有许多常规气液接触设备不可比拟的优势。由于通道线性尺寸缩减至微米级，微反应器的整体体积较小，使操作更加可控、安全性更强、操作也更柔性。微反应技术具有强传热和传质能力，可大幅度提高反应过程中资源和能量的利用效率，实现化工过程的强化、微型化和绿色化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种微反应器中自由基聚合制备双亲性无规共聚物P(SMA-co-DM)的方法。该方法条件简单，产率高，得到的无规共聚物的分子量分布窄。

本发明用在微反应器中自由基聚合制备双亲性无规共聚物P(SMA-co-DM)的方法，步骤包括：

(1)以甲基丙烯酸十八烷基酯(SMA)为疏水单体、甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DM)为亲水单体，两者的摩尔比为亲水∶疏水＝1～10；

(2)一定量的疏水单体SMA溶于溶剂二氧六环中，得到甲液；一定量的引发剂AIBN溶于亲水单体DM中，得到乙液；

(3)SMA和二氧六环加入量分别为1～10mmoL和5～20mL；AIBN和DM加入量分别为0.1～2mmoL和30～50mmoL；

(4)反应物料甲液以及乙液两股物料分别经单道微量注射泵同步送至微反应器的两个进样口，甲液流动速度为1ml/h～20ml/h；乙液流动速度为1ml/h～20ml/h；

(5)将上述甲液和乙液分别装入注射器中，从盖板的进料口A、B分别进入微通道反应器，充分混合，从出料口C进入微细管中反应，微细管置于70℃的恒温水浴中聚合反应，即可得到双亲性无规共聚物P(SMA-co-DM)。反应方程式如下：

(6)该微反应器(图2)含有三条微通道，其中两条进口通道，以及与进口通道相连的反应通道，进口通道分别与两个进口A和B相连，反应通道与出口微细管相连。进口通道的直径为0.1～0.5cm，反应通道的直径为0.1～1mm，进口通道的长度范围为2～20mm，出口通道的长度为20～50mm，恒温槽内的微细管道长度为20～100cm，且进口通道与反应通道的长度总和是进口与出口间的长度的1/3～2/3。反应通道与两条进口通道的夹角范围0～180°。

本发明采用微反应器制备两亲性无规共聚物P(SMA-co-DM)的方法与现有的方法相比，具有以下优势：

1、亲水和疏水单体的自由基聚合反应在微反应器中进行，无需磁力搅拌，从而简化反应器构造，减少动力损耗；

2、微通道反应器的快速传热能力使反应过程易与实现恒温聚合，因此可以提高反应的转化率以及减少共聚物的分子量分布。

附图说明

图1.微反应器的通道示意图。

图2.本发明工艺流程示意图。

具体实施办法

用于实现由甲基丙烯酸十八烷基酯(SMA)、甲基丙烯酸二甲胺乙酯为单体制备两亲性无规共聚物P(SMA-co-DM)的装置包括两台单道微量注射泵、一个微通道反应器和一个恒温槽，若干盛放反应原料与产物的玻璃烧瓶与烧杯等实验室器具等。微量注射泵分别输送亲水和疏水单体。