[发明专利]一种微流控光诱导聚合物改性的方法

说明书

本发明公开了一种微流控光诱导聚合物改性的方法，它是在微反应器中，利用光诱导活性自由基聚合对聚(偏氟乙烯‑共聚‑三氟氯乙烯)进行接枝改性。与现有技术相比，微流控技术能够精确控制并调节反应条件，降低催化剂用量，调控接枝量，改性后的聚合物在微电子领域很有应用价值。

技术领域

本发明属于高分子材料合成领域，具体涉及一种微流控光诱导聚合物改性的方法。

背景技术

含氟聚合物具有高机械强度、耐腐蚀耐高温性能及极好的储电绝缘性能，尤其PVDF基含氟聚合物在介电材料和其它高性能膜的应用很有前景，对其可控聚合的研究也越来越深入。但同时兼容性差、金属残留严重的弊端依然限制着其应用。在一系列聚合方法中，可控活性自由基聚合(LRP)是调节聚合物分子量分布、进行分子设计、合成精确结构聚合物的重要方法。LRP中衍生出许多分支，包括原子转移活性自由基聚合(ATRP)、单电子转移活性自由基聚合(SET-LRP)、可逆加成-断裂-转移聚合(RAFT)、稳定自由基聚合(SFRP)、氮氧调控自由基聚合(NMP)等体系。其中，原子转移活性自由基聚合(ATRP)已成功地应用于PVDF基含氟聚合物的功能化改性，而且利用光诱导方法极大地降低了过度金属的使用量，提升了改性后产物的介电储电性能。

微通道反应器是一种借助特殊加工技术以固体基质制造的三维结构元件。由于其极大的比表面积、连续流无返混及反应体积小的突出优点使得其应用发展极其迅速。不但可以大大降低投料方式的复杂性，实现其连续操作，同时控制其保留时间可使得其反应时间比常规方法大大缩短。这些都是提高产率、安全性、选择性，以及产品质量的关键。

本专利将原子转移活性自由基聚合与微流控技术相结合，提供了一种微流控光诱导聚合物改性的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种微流控光诱导聚合物改性的方法，以解决现有技术存在的聚合反应速度慢和金属残留大等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种微流控光诱导聚合物改性的方法，其特征在于，它包括如下步骤：

(1)将引发剂、催化剂和溶剂混合均匀后得到均相溶液A备用，将配体、单体和溶剂混合均匀后得到均相溶液B备用；

(2)将步骤(1)中得到的均相溶液A和均相溶液B同时分别泵入微反应装置的微混合器中，充分混合后泵入紫外光照射下的微反应装置的微反应器中；

(3)收集步骤(2)中所得流出液，即得改性后的共聚物。

步骤(1)中，所述的引发剂为聚(偏氟乙烯-共聚-三氟氯乙烯)；其中，偏氟乙烯占偏氟乙烯和三氟氯乙烯的总物质的量的50～99％。

步骤(1)中，所述的催化剂为卤化铜，优选氯化铜或溴化铜。

步骤(1)中，均相溶液A所用溶剂为二甲基亚砜或N-N-二甲基甲酰胺，均相溶液B所用溶剂为二甲基亚砜或N-N-二甲基甲酰胺；其中，优选均相溶液A和均相溶液B中所用溶剂相同。

步骤(1)中，所述的配体为三(2-二甲氨基乙基)胺、1,4,8,11-四氮杂环十四烷、三(2-吡啶基甲基)胺、N,N,N,N-四-(2-吡啶基甲基)乙二胺、五甲基二乙烯三胺、4,4-二壬基-2-联吡啶、1,1,4,7,10,10-六甲基三亚乙基四胺和2,2’-联吡啶中的任意一种或几种的组合。

步骤(1)中，所述的单体为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸丁酯中的任意一种或几种的组合

步骤(1)中，引发剂和催化剂的摩尔比为1：0.004～0.125。

步骤(1)中，引发剂和单体的摩尔比为1：1～200。

步骤(1)中，配体和单体的摩尔比为1:40～6400。