[发明专利]一种微米级固载氮氧自由基和磺酸基的双功能聚合物刷的制备方法及应用

摘要

本发明涉及一种微米级固载氮氧自由基和磺酸基的双功能聚合物刷，以甲基丙烯酸‑2,2,6,6‑四甲基‑4‑哌啶基酯TMPM和苯乙烯St为单体，以粒径74‑149μm、Cl含量1.12mmol/g的氯甲基化交联聚苯乙烯微球为大分子引发剂，采用ARGET ATRP合成TMPM和St嵌段共聚物刷，用3‑氯过氧苯甲酸mCPBA将TMPM的哌啶基氧化为氮氧自由基，用硫酸将St进行磺化，得到双功能聚合物刷。本发明还涉及该双功能聚合物刷在聚羧酸减水剂活性大单体合成中的应用。本发明制备的双功能聚合物刷可同时实现阻聚剂和酸催化剂的回收循环利用，降低生产成本，提高反应速率。

主权项

1.一种微米级负载氮氧自由基和磺酸基的双功能聚合物刷的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：（1）以苯甲醚为反应介质，氮气保护下，采用电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合ARGET ATRP，以粒径74‑149μm、氯含量1.12mmol/g的氯甲基化聚苯乙烯微球PS‑Cl为大分子引发剂，苯乙烯St为单体，溴化铜CuBr₂为催化剂，五甲基二亚乙基三胺PMDETA为配体，辛酸亚锡为还原剂，在110℃下反应9h得到聚苯乙烯分子刷PS‑PSt；（2）以苯甲醚为反应介质，氮气保护下，采用ARGET ATRP法，以步骤（1）所得到的PS‑PSt为大分子引发剂，CuBr₂为催化剂，PMDETA为配体，辛酸亚锡为还原剂，甲基丙烯酸‑2,2,6,6‑四甲基‑4‑哌啶基酯TMPM为单体，在80℃下反应12h得到St和TMPM的嵌段共聚物刷PS‑PSt‑PTMPM；（3）将所述PS‑PSt‑PTMPM分散于二氯甲烷中，以3‑氯过氧苯甲酸mCPBA为氧化剂，将TMPM中‑NH基团氧化为具有阻聚作用的氮氧自由基，得到含氮氧自由基聚合物刷PS‑PSt‑PTMA；（4）将步骤（3）所得到的PS‑PSt‑PTMA分散于94%的硫酸H₂SO₄中，进行磺化反应，得到固载氮氧自由基和磺酸基的双功能聚合物刷PS‑PSH‑PTMA。