[其他]制造接枝共聚物的简便方法

说明书

本发明属于高聚物改性领域。应用接枝共聚合的简便方法制造多种用途的胶粘剂、密封剂、涂料和其它高分子复合物的基料。

在自由基引发聚合（包括聚合和共聚合）反应中，空气中的氧会发生两种不同的影响，一是阻聚作用;一是加速作用。人们在实验研究中还认为“氧在乙烯类化合物的聚合过程中，主要表现为阻聚作用”。从此，在高分子科学界逐渐形成一种偏见，凡是自由基聚合的实验和工业生产工艺中，均需用氮气置换空气中的氧，并在氮气保护下进行聚合或共聚合反应。为了防止单体贮存时的聚合作用而加入对苯二酚等阻聚剂，在聚合反应之前又必须用碱水洗、精馏等方法除去阻聚剂。以橡胶聚合物作为接枝物骨架时，也需要用萃取沉淀等方法除去橡胶内的防老剂。日本，橡胶协会志（山口幸一等，日本ゴム协会志1980，№54，7，456-464），研究了用自由基引发聚合反应制备subS（苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物）与丙烯酸酯的接枝共聚物时，采用脱水，精馏方法除去丙烯酸酯单体内的阻聚剂，用沉淀法除去subS中的防老剂，通过氮气保护下进行接枝共聚反应。以丙烯酸丁酯与subS之比为0.389时，制备接枝共聚物的结果是：单体转化率为18.9%，接枝率为4.5%，接枝效率为66%。这种习用方法导致聚合工艺复杂，设备增多，消耗能源，单体损耗率大等缺点。

本发明的目的在于提供简便的接枝共聚合方法，可以直接选用市售含有防老剂的subS、氯丁、丁腈、丁苯、丁基和异戊等高分子弹性体与含有阻聚剂的聚合级丙烯酸酯等乙烯类单体，用过氧化苯甲酰等自由基引发剂，在空气中氧存在下进行共聚合反应制造高分子弹性体的接枝共聚物。

本发明的任务是按上述简便方法能获得多品种多性能的橡胶改性物，利用这些改性物作为各种用途的胶粘剂、密封剂、涂料和其它高分子复合物的基料。

本发明提供的制造接枝共聚物的简便方法，其配方组分（按重量计）为：

高分子弹性体（可用天然橡胶如一号烟片，合成橡胶如subS、氯丁、丁腈、丁苯、丁基和异戊等高分子弹性体，其中含防老剂可在2.0%以下）。100份

接枝单体（可用丙烯酸、丙烯酸酯、醋酸乙烯、苯乙烯等，其中含阻聚剂可在0.1%以下）。5-100份

引发剂（可用含有自由基的过氧化物如过氧化苯甲酰，过氧化氢异丙苯等）。0.5-6份

溶剂（可用甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丁酮、环己酮、二氯乙烷和四氯化碳等中的一种或一种以上的混合物）。300-600份

最佳配方组分（按重量计）含量为：

高分子弹性体100份

接枝单体20份

引发剂1.5份

溶剂300份

按上述配方组分称量，将市售含有防老剂的高分子弹性体，含有阻聚剂的接枝单体和溶剂加入带有搅拌器、冷凝器的聚合反应釜中，使之完全溶解后，加入过氧化苯甲酰，所用引发剂的分解温度范围可根据体系内各反应物的活性大小采用不同的反应温度和反应时间，常用温度为60-90℃，反应时间为2-6小时，反应物中乙烯类单体与高分子弹性体的重量比为5-100%，单体和高分子弹性体的混合物与溶剂的重量比为10-80%，引发剂用量为单体、高分子弹性体和溶剂组成的混合物溶液的0.2-2%。在空气中氧存在下进行共聚合反应制造高分子弹性体的接枝共聚物。

按上述反应体系和反应条件制得的接枝共聚物用以下方法和程序测定：先以适当溶剂（如甲醇）溶解未反应的单体，并沉淀出均聚物和接枝共聚物的混合物，再用相应的溶剂（如丙酮∶甲醇＝2∶1）萃取以除去混合物中的均聚物。余下的接枝共聚物经40℃真空干燥至恒重，用红外光谱证实为接枝共聚物。单体的转化率，接枝率和接枝效率以重量法测定，按下式计算：

转化率%＝聚合的单体量W₂/加入的单体量W₀×100%

接枝率%＝接枝的单体量W₁/橡胶量W×100%

接枝效率%＝接枝的单体量W₁/聚合的单体量W₂×100%

式中：W₂＝沉淀的聚合物量W_p-橡胶量W

W₁＝萃取余下的聚合物量W_n-橡胶量W