[发明专利]一种一锅法制备分子量可控的四氟乙烯共聚物的方法

说明书

本发明公开了一种一锅法制备分子量可控的四氟乙烯共聚物的方法，属于四氟乙烯聚合物技术领域，采用乙酸乙烯酯与四氟乙烯进行RAFT共聚得到分子量可控的共聚物，大大改善了四氟乙烯均聚物不溶的难题，提高了四氟乙烯聚合物的应用范围，打破了传统四氟乙烯聚合物难加工的特点，而且，利用新型的RAFT聚合技术得到了分子量可控的聚合物，且分子量分布比较窄，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于四氟乙烯聚合物技术领域，具体涉及一种一锅法制备分子量可控的四氟乙烯共聚物的方法。

背景技术

氟材料已广泛用于国防军工、航天、尖端科学、汽车、船舶、机械、化工、轻工、采油、电子、电器、半导体、家电、医学(人造器官)、建筑业等众多行业和领域。聚四氟乙烯(PTFE)是一种热塑性材料，完全对称的无支链的线形高分子，分子无极性。C-F键在单键中键能最高，具有高度的稳定性，而且氟原子的范德华半径比氢原子大，原子之间的范德华相互作用力较大，产生较强的排斥力，使得PTFE分子在晶态中采取螺旋构象，加上氟原子恰当的原子半径，使每一个氟原子恰好能和间隔的碳原子上的氟原子紧靠，这样的构象使氟原子能包围在碳-碳主链的周围形成一个低表面能的保护层。因其独特的全氟碳分子结构，PTFE具有优良的耐腐蚀性、绝缘性、耐高低温性、自润滑性、表面不粘性、耐候性、较低的渗透性和不燃性等性能。

尽管PTFE具有优异的性能，但在实际应用中由于高的结晶度使其很难加工，而且几乎没有溶剂能够溶解，大大限制了其应用和发展。除此之外，工业上常用的聚合方法为自由基聚合，往往分子量不可控，不能达到理想的分子量。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提供一种一锅法制备分子量可控的四氟乙烯共聚物的方法，采用乙酸乙烯酯与四氟乙烯进行RAFT共聚得到分子量可控的共聚物，大大改善了四氟乙烯均聚物不溶的难题，提高了四氟乙烯聚合物的应用范围，打破了传统四氟乙烯聚合物难加工的特点，而且，利用新型的RAFT聚合技术得到了分子量可控的聚合物，且分子量分布比较窄，具有较好的应用前景。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种一锅法制备分子量可控的四氟乙烯共聚物的方法，包括以下步骤：

(1)称取醋酸乙烯酯、链转移剂、引发剂、碳酸钾、有机溶剂置于反应容器中，密封反应容器并冷冻、抽真空；

(2)利用称重法加入四氟乙烯，在磁力搅拌下升温至60-85℃反应10-24h，冷却反应容器至室温，再次用称重法回收未反应的四氟乙烯单体；

(3)开启反应容器，将混合物旋蒸，用丙酮溶解，在水中沉淀，最后真空干燥得到四氟乙烯共聚物。

优选的，所述醋酸乙烯酯、链转移剂、引发剂、碳酸钾、有机溶剂、四氟乙烯的用量分别为1-21mmol、0.01-10％mmol(单体总摩尔量)、10-100％mmol(链转移剂摩尔量)、5-20％g(体系总质量)、50-90％g(体系总质量)、1-21mmol。此处的单体总摩尔量是指醋酸乙烯酯与四氟乙烯的总摩尔量，体系总质量是包括所有原料在内的总质量。

优选的，所述链转移剂为黄原酸酯。

优选的，所述引发剂为BPO、AIBN、TBPPI中的任意一种。

优选的，所述有机溶剂为DMC、三氟三氯乙烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、超临界二氧化碳中的任意一种。

本发明的有益技术效果为：本发明结合四氟乙烯聚合物具有较好的稳定性特性，优异的疏水性能等，利用一种软单体乙酸乙烯酯合成了一种四氟乙烯共聚物，大大改善了四氟乙烯均聚物不溶的难题，提高了四氟乙烯聚合物的应用范围，打破了传统四氟乙烯聚合物难加工的特点，而且，利用新型的RAFT聚合技术得到了分子量可控的聚合物，且分子量分布比较窄，具有较好的应用前景；采用一锅法，生产工艺简单易操作，且产率达80％以上。

附图说明