[发明专利]透明型嵌段共聚物的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于嵌段共聚物技术领域，特别涉及一种透明型嵌段共聚物的合成方法。

背景技术

目前，透明塑料制品在世界上的应用越来越广泛，领域可涉及玩具制作、医疗设备、坚硬和柔韧包装、容器瓶、家庭用具、陈列品和衣服挂钩等，具有较大的市场竞争力。常用的透明塑料材料有丙烯酸树脂、聚碳酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚氯乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯等。从原料、制备工艺以及制品性能的角度考虑，以芳香单烯烃如苯乙烯和共轭二烯烃如1，3-丁二烯为单体通过溶液聚合所制得嵌段共聚物，与上述常用透明塑料相比，在具有令人满意的透明度和物理力学性能的前提下，其成本低于上述常用塑料，无毒，并且还可以作为增容剂和光泽增强剂与其他塑料共混制得成品，具有较大的市场发展潜力，因此近年来芳香单烯烃和共轭二烯的嵌段共聚物及其制备方法在国内外颇受关注。

专利CN1487974A通过依次加入芳香单烯烃如苯乙烯和共轭二烯烃丁二烯的加料方式获得嵌段共聚物，其产物结构为S1-B1-S2-S3-B2-I1和S3-B2-I2的混合物(这里I指引发剂在链段中的结构)。再以环氧大豆油为偶联剂，获得梳状结构产品。所得产品的缺口艾佐德抗冲强度虽然达到9～16J/m，但产品的透光率未有说明；且偶联剂的使用增加了操作步骤和成产成本。

专利US4248982以二乙烯基苯为主要偶联剂，先加二次苯乙烯和二次引发剂，然后再加第三次苯乙烯的同时，将丁二烯在一定的加料速度下半连续地进入反应釜中，使得星型产物嵌段结构中形成了聚苯乙烯-丁二烯的渐变式结构链段(S-S/B-B)。专利中仅提到产品的无缺口艾佐德抗冲强度为987J/m，对缺口艾佐德抗冲强度和产品的透光率均未有说明；且该过程也使用了偶联剂，增加了操作步骤和成产成本。

专利US4418180中嵌段共聚物的合成方法为首先加入二次苯乙烯和二次引发剂，反应完全后，再将剩余苯乙烯和丁二烯同时加入反应釜，以环氧大豆油为偶联剂，最终获得梳状带有渐变式结构的产物(S1-S2-B/S3)。反应过程后期采用了90～110℃的高温进行反应，并特别添加了回流冷凝装置以保证反应的顺利进行。该专利中并未提到产品的缺口艾佐德抗冲强度和产品的透光率，并且较高的反应温度会容易导致反应压力较高，在高温、高压下由于丁二烯聚合后仍然中间有双键存在，极易造成产品的交联，影响最终产品的性能。

专利US4584346通过三次芳香单烯烃如苯乙烯、三次共轭二烯烃如丁二烯和三次引发剂的加料方式获得嵌段共聚物，其产物结构为S1-B1-S2-B2-S3-B3-L1，S2-B2-S3-B3-L2和S3-B3-L1的混合物，再以环氧大豆油为偶联剂，获得梳状结构产品。所得产品的拉伸强度为27～34Mpa，但该专利也未有缺口艾佐德抗冲强度和透光率的说明，且该过程也使用了偶联剂，增加了操作步骤和成产成本。

截止目前虽然已有较多的专利说明了芳香单烯烃与共轭二烯烃的嵌段共聚物的制备工艺以及结构，但从上述以及其他相关专利了解到，大多的制备工艺较为复杂，存在加料次数和合成步骤较多等问题。由于此类嵌段共聚物的合成需要在无水无氧的苛刻条件下进行，这使得制备工艺越复杂就越容易引入杂质，从而导致实验失败的几率增加。

发明内容

本发明的目的在于简化透明型嵌段共聚物的合成工艺，提供一种无需偶联、步骤简单、容易实现的制备透明型嵌段共聚物的合成方法。

为了解决上述技术问题，采用的技术方案为：一种透明型嵌段共聚物的合成方法，该合成方法包括：

(1)首先在无水无氧，高纯氩气(≥99.999％)保护的条件下，将占稀释剂总量的60～90％的稀释剂、极性化合物、占引发剂总量40～70％的引发剂(L1)和占总单体(总单体包括单乙烯基芳烃和共轭二烯)质量分数20～30％的单乙烯基芳烃(S1)在聚合釜中混合，在50～80℃下剧烈搅拌反应40～80min；

(2)然后在无水无氧，高纯氩气保护的条件下，将占总单体质量分数13～25％的单乙烯基芳烃(S2)加入到聚合釜中继续搅拌反应40～80min，反应体系的温度仍保持在50～80℃；

(3)然后在无水无氧，高纯氩气保护的条件下，将占总单体质量的质量分数4～7％的共轭二烯(B1)溶解于稀释剂中(部分)一并加入到聚合釜中、继续搅拌反应40～80min，反应温度保持在50～80℃；