[发明专利]一种聚氧化乙烯的合成方法

说明书

本发明提供一种聚氧化乙烯的合成方法，包括：将有机弱碱类起始剂溶于溶剂中，之后加入至高压反应釜中；向所述高压反应釜中通入环氧乙烷；将所述高压反应釜内的温度升至反应温度以进行聚合反应；以及减压蒸出所述溶剂后得到聚氧化乙烯。本发明的合成方法采用具有特定结构的具有自催化作用的起始剂来实现聚合反应过程的控制，还可通过环氧乙烷的加入量实现对产物分子量的控制，从而可以制得中、低分子量且分子量分布系数较窄的聚氧化乙烯。

技术领域

本发明涉及聚合物领域，特别涉及一种中、低分子量且分子量分布系数较窄的聚氧化乙烯(PEO)的合成方法。

背景技术

聚氧化乙烯(PEO)作为一种高技术含量、高附加值的精细化工产品，由于其具有水溶性好、毒性低、易加工成型等特点，可用作水溶性薄膜、纺织浆料、增稠剂、絮凝剂、润滑剂、分散剂、水相减阻剂、化妆品添加剂、抗静电剂等。合成聚氧化乙烯一般采用釜式反应，其关键在于催化剂。60年代以来，已研究并确立了多种催化剂，较成功的体系可分为烷基锌铝催化体系和氨钙催化体系。

其中，烷基锌铝体系有：有机锌多元醇一元醇、烷氧基铝水乙酰基乙烯酮、烷基铝水乙酰丙酮、烷基铝水乙酰丙酮合锌、稀土化合物烷基铝水等。氨钙催化体系主要由钙与液氨反应，并通过加入不同类型、比例的改性剂而制得。

目前已有关于PEO合成工艺的报道，其中专门论述制备中、低分子量聚环氧烷烃的方法国内外也先后有过报道。美国专利US 3470078中采用γ-射线使高分子量聚氧化乙烯分解,可制成分子量在10万-65万的产品。美国专利US 4200704中采用在氧存在下，用过氧化物分解高分子量聚氧化乙烯达到制备低分子量聚氧化乙烯的目的。日本专利特开平1993/178981提出以机械剪切力把分子量为几百万的聚氧化乙烯剪切至分子量在万一万的中、低分子量的产品。上述制备低分子量聚环氧烷烃的方法,都是在高分子量产品的基础上进行二次加工，其不仅成本较高，所获得产品的分子量也无法达到窄分布的效果。

除了二次加工的方法，关于直接获得中、低分子量PEO的工艺也有报道，CN101148504公开了采用碱土金属氨钙体系催化体系，通过在聚合反应的特定阶段加入至少含有一种质子接受体化合物或者至少含有一种活泼氢的有机化合物或者两者的复配物作为分子量调节剂来实现对产物分子量的调节，可制备出分子量在十万到数十万的产品。

CN103539931公开了一种用于合成中低分子量聚氧化乙烯催化剂，该催化剂是由环氧丙烷和乙腈组成的改性剂改性氨基钙催化剂而获得。

美国专利US9035019公开了采用膦腈类非金属催化剂合成分子量分布系数PDI1.5的PEO产品的方法。

上述方法虽然可以获得中低分子量PEO产品，但是氨钙类催化剂属于配位聚合体系，难以获得较好的窄分布效果，膦腈类催化剂虽然可以获得较窄分布的PEO产物，但该类催化剂不易得，也难以获得PDI1.05的PEO产物。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种以环氧乙烷为原料，通过环氧乙烷开环聚合制备一种中、低分子量且分子量分布系数较窄的聚氧化乙烯的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种聚氧化乙烯的合成方法，包括：

将有机弱碱类起始剂溶于溶剂中，之后加入至高压反应釜中；

向所述高压反应釜中通入环氧乙烷；

将所述高压反应釜内的温度升至反应温度以进行聚合反应；以及

减压蒸出所述溶剂后得到聚氧化乙烯。

在一些实施例中，所述有机弱碱类起始剂具有下式所示的结构：