[发明专利]多相聚合方法

说明书

                          发明领域

本发明涉及二氧化碳存在下制备聚合物的一种多相聚合方法。

                          发明背景

聚合方法一般可分为两种基本类型：均相法和异相法。这种分类方法通常是基于起始反应混合物或终了反应混合物或两者是均相还是异相而定。有些起始为均相的聚合体系随聚合反应的进行，由于生成的聚合物在聚合介质中不溶而可能转变为异相。

异相聚合作为能够控制本体和溶液聚合所存在的热量和粘度方面的问题而被广泛采用。乳液聚合是工业中用于多种单体聚合的一种异相聚合方法。在乳液聚合中普遍用到水相或富水相。通常由乳液聚合法得到的聚合物包括丙烯酸类聚合物、苯乙烯类聚合物、聚氯乙烯、苯丁橡胶、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、异戊二烯橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚四氟乙烯、四氟乙烯共聚物、聚氟乙烯等。

近来有人提出含有二氧化碳相的异相聚合。二氧化碳由于其成本低廉和对环境无害，是一种理想的介质。Desimone等在美国专利U.S.No.5,312,882中提出一种在二氧化碳中合成水不溶性聚合物的异相聚合工艺。该异相反应混合物包括二氧化碳、单体和表面活性剂。所公开的异相反应不包含水相或富水相。Beckman等在美国专利U.S.No.4,933,404中提出一种微乳聚合体系，它含有一种在标准温度下为气体的低极性流体和另一水相。单体溶解于水相中，并在胶束中聚合生成水溶性聚合物。

在烃类单体和氟化单体聚合反应的聚合体系中也已用到二氧化碳。例如，Fukui等在美国专利U.S.No.3,522,228中提出在二氧化碳中用烃类聚合引发剂引发的乙烯基单体的聚合反应。Slocum等在美国专利U.S.No.4,861,845中公开了用气相二氧化碳稀释的四氟乙烯和其它含氟单体的气相聚合。美国北卡罗来那大学(University of North Carolina，ChapelHill)申请的专利PCT No.WO93/20116中公开了包括在含有二氧化碳的溶剂中溶解含氟单体步骤的制备含氟聚合物的工艺方法。含氟单体选自氟代丙烯酸酯单体、氟代烯烃单体、氟代苯乙烯单体、氟化乙烯基醚单体和氟代烯化氧单体。

目前对如何避免采用昂贵或对环境不利的溶剂和相对较易与生成聚合物进行分离的制备聚合物的方法还存在需求。此外，也十分需要能够用传统的聚合设备进行工业化生产的聚合方法，特别是对氟化单体的聚合。

                        发明概述

第一，本发明提供一种制备水不溶性聚合物的多相聚合方法。该方法包括(1)提供一种含有二氧化碳和含水相、并含有单体和聚合反应引发剂的反应混合物，和(2)将单体进行聚合。单体通常可溶于二氧化碳中。这种聚合方法适用于烃类单体和氟化单体的聚合。在表面活性剂存在或无表面活性剂下，聚合反应引发剂可以在含水相中溶解，在二氧化碳中溶解，或在含水相和二氧化碳中均不溶解，单独形成一引发剂相。

第二，本发明提供一种在表面活性剂存在或无表面活性剂下，含有二氧化碳和含水相，并含有单体和聚合反应引发剂的多相混合物。

第三，本发明提供一种制备水不溶性聚合物的多相聚合方法，该方法包括提供一种含有二氧化碳和含水相以及水不溶性聚合物的反应混合物，并将聚合物与反应混合物进行分离。

第四，本发明提供一种由单体进行多相聚合而得到的多相混合物。在表面活性剂存在或无表面活性剂下，反应混合物含有二氧化碳和含水相以及水不溶性聚合物。

上述几点以及本发明的其它方面将在下面详细说明中进一步得到解释。

                        发明详细说明