[发明专利]一种含氟接枝共聚物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含氟接枝共聚物及其制备方法，属于聚合物技术领域。本发明所述的制备方法，包括以下步骤，连续反应装置中，含氟交替共聚物和单体在催化剂I和配体作用下，在有机溶剂中反应得到所述的含氟接枝共聚物。本发明所述的制备方法的机理是光聚合结合SET‑LRP，这种聚合方法不仅组分简单，条件温和，而且催化剂残留量低，绿色环保。本发明所述的含氟接枝共聚物的合成采用一步法，从原料开始，在经过本发明中连续反应装置反应后即可得到最终产物，不需要经过中间处理。本发明所述的含氟接枝共聚物的制备是在连续反应装置中，制备方法操作简单，反应速率快，反应条件温和，能够在工业上大规模生产。

技术领域

本发明属于聚合物技术领域，尤其涉及一种含氟接枝共聚物及其制备方法。

背景技术

含氟聚合物具有耐热、耐腐蚀(酸碱、氧化剂和溶剂等)、低表面能、电绝缘以及极小的摩擦因数等特性。氟是元素周期表中电负性最强、极化率最低的元素，因此相应的C-F键是键能最高、稳定性最强的单键。含氟化合物的表面张力极低，在各类固体表面均有极好的延展性，广泛用作润滑剂。一般而言，含氟材料是超疏水的，且表面张力极低，这就使得含氟聚合物是一种具有优异性能的材料。进入21世纪以来，含氟聚合物展现出新的发展活力，市场占有率越来越大，成为了新的热点和前沿研究领域。按照含氟链段位置的不同，含氟聚合物可以分为主链型含氟聚合物和侧链型含氟聚合物。

由于氟元素独特的物理、化学性能，相应的含氟化合物具有耐溶剂、耐高温等一系列优异的材料性能，但是在温和条件下实现含氟材料的制备一直是化学研究领域一个巨大挑战。

按照拓扑结构来区分，含氟聚合物又可以分为线性含氟聚合物，接枝含氟聚合物，星型含氟聚合物以及树枝状含氟聚合物等。而从聚合物的链化学结构来看，聚合物的性能与其链结构组成密切相关，因此针对含氟链段的位置和含氟聚合物的拓扑结构进行设计将有利于进一步丰富含氟聚合物的种类及其应用范围。

目前工业上制备含氟聚合物主要是通过含氟烯烃的自由基聚合得到，常见的氟化单体如四氟乙烯、偏二氟乙烯、三氟氯乙烯等。但是这些含氟单体聚合条件往往比较苛刻，人们需要一种聚合体系组分更加简单、反应条件更加温和、高效，并且能够根据材料性能需求对含氟聚合物进行结构设计的聚合方法。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中含氟接枝共聚物应用受限、合成复杂困难、无法大批量合成的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种含氟接枝共聚物及其制备方法，利用在连续反应装置中光聚合得到的主链型含氟交替共聚物含有的可反应的官能团，进一步在连续反应装置中一步法合成得到主链型含氟交替共聚物的接枝共聚物。

本发明的第一个目的是提供一种含氟接枝共聚物，结构如式(I)所示：

其中，x＝4-8；y＝2-6；n＝1-100；m＝1-200；x、y、m、n为整数；

R选自-CH₃、-CH₂CH₃、-CH₂(CH₃)₃或-CH₂CH₂CH₂CH₃。

本发明的第二个目的是提供一种所述的含氟接枝共聚物的制备方法，包括以下步骤，

连续反应装置中，含氟交替共聚物和单体在催化剂I和配体作用下，在有机溶剂中反应得到所述的含氟接枝共聚物；所述含氟交替共聚物的结构如式(II)所示：

其中，x＝4-8；y＝2-6；n＝1-100；x、y、n为整数。