一种自由基溶液聚合的引发方法技术

本发明专利技术提供了一种自由基溶液聚合的引发方法

【技术实现步骤摘要】
一种自由基溶液聚合的引发方法、聚合物及应用


[0001]本专利技术涉及自由基溶液聚合
，进一步地说，是涉及一种自由基溶液聚合的引发方法
、
聚合物及应用
。

技术介绍

[0002]自由基聚合是大规模生产各类烯类聚合物的有效方法，约
60
％以上的烯类聚合物都是通过自由基聚合来实现的
。
自由基的优点是对多种烯基单体具有很高聚合和共聚的活性，聚合条件缓和，聚合体系中可存在少量杂质，甚至可以以廉价环保的水为反应介质
。
自由基聚合的一个重要环节就是链引发，链引发中的第一步初级自由基的形成最为关键，常用的方法是通过光
、
热
、
辐射或者添加引发剂等方式在反应体系内生成自由基
。
[0003]现有技术中引发聚合的方式有光引发
、
热引发
、
辐射引发
、
氧化还原引发等，可以是其中一种方式，也可以是几种方式的混合，所用的引发剂如：偶氮系引发剂
、
氧化还原引发剂
、
光引发剂等
。
但上述引发方式均存在操作复杂，或者能耗高的缺点，且传统引发剂受引发效率以及半衰期的限制，不能在任意温度下进行引发，传统引发剂的来源受限
、
成本较高，经常具有毒性，稳定性不够好，光
、
热和辐射等引发方式的耗能问题
。
[0004]因此，有必要研究一种操作简单
、
>能耗较低
、
便捷可控和适用范围宽的自由基溶液聚合的引发方法
。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种自由基溶液聚合的引发方法
、
聚合物及应用
。
[0006]本专利技术选择合适的气源产生直径为微纳米级别的气泡，引入到烯基单体自由基溶液聚合体系中，微纳米气泡在体系中空化后，产生大量羟基自由基，用于引发烯基单体自由基溶液聚合
。
[0007]微纳米气泡通常是指直径在
50
μ
m
以下的气泡，其中直径在1μ
m
以上的微小气泡被称为微气泡
(micro
‑
bubble)
，直径小于1μ
m
且大于
1nm
的超微小气泡被进一步称为纳米气泡
(nano
‑
bubble)。
与传统大气泡
(coarse bubble
，直径＞
50mm)
和小气泡
(fine bubble
，直径＜
5mm)
相比，微纳米气泡直径小，小尺寸效应显著，其传质传热特性和界面性质均明显不同于传统大气泡
。
微纳米气泡由于自身体积小，在水中所受到的浮力要远远小于普通气泡在水中所受到的浮力，可在水中停留数分钟甚至几小时以上
。
在溶液中，微纳米气泡的形成
、
生长和崩塌称为“空化”，在“空化”过程中，微纳米气泡在收缩时，由于双电层的电荷密度迅速增高，气泡破裂时，气液界面消失的剧烈变化将界面上高浓度的正负离子积蓄的能量释放，此时可激发产生大量的羟基自由基
。
[0008]因此结合微纳米气泡在溶液中的“空化”作用，可以将其引入到自由基溶液聚合的引发方法，不需要外界刺激即可产生自由基，引发烯基单体自由基溶液聚合，既能简化自由基溶液聚合，同时能够降低能耗
。
[0009]本专利技术引入微纳米气泡后不需要外界刺激即可产生自由基，引发烯基单体自由基溶液聚合，操作简单，能耗较低；利用微纳米气泡作为烯基单体自由基溶液聚合的引发方法，具有便捷可控和适用范围宽的特点
。
[0010]本专利技术的目的之一是提供一种自由基溶液聚合的引发方法，包括：
[0011]在烯基单体水溶液中通入惰性气体
A
除氧，之后引入气体
B
的微纳米气泡，微纳米气泡空化后引发烯基单体自由基溶液聚合，将所得胶体处理后，得到聚合物
。
[0012]本专利技术优选的一种实施方式中，
[0013]所述烯基单体水溶液的质量浓度为
10
％～
50
％；优选为
15
％～
35
％；
[0014]所述惰性气体
A
为氮气
、
氩气
、
氦气中的至少一种；
[0015]所述气体
B
为氮气
、
氩气
、
氦气
、
二氧化碳中的至少一种；
[0016]惰性气体
A
和气体
B
可以相同，也可以不同；惰性气体
A
和气体
B
可以是以上一种气体，也可以是以上几种气体的混合；
[0017]所述烯基单体为阴离子单体及其碱金属盐或铵盐
、
非离子单体
、
阳离子单体中的至少一种；如2种
、3
种或以上；
[0018]本专利技术优选的一种实施方式中，
[0019]所述阴离子单体为丙烯酸
、
甲基丙烯酸
、
顺丁二烯二酸酐
、
肉桂酸
、
延胡索酸
、
巴豆酸
、
乌头酸
、2
‑
甲基丙烯酰胺基乙磺酸
、2
‑
丙烯酰胺基乙磺酸
、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸
、
乙烯基磺酸
、
丙烯磺酸
、
苯乙烯磺酸中的至少一种；和
/
或，
[0020]所述碱金属盐为锂
、
钾或钠金属盐；和
/
或，
[0021]所述非离子单体含亲水性基团；优选为丙烯酰胺
、
甲基丙烯酰胺
、N
‑
乙烯基吡咯烷酮
、N
‑
取代丙烯酰胺
、N
，
N
‑
二甲基丙烯酰胺
、2
‑
羟乙基甲基丙烯酸酯
、2
‑
羟乙基丙烯酸酯
、2
‑
羟丙基甲基丙烯酸酯
、2
‑
羟丙基丙烯酸酯
、
甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯
、
甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯
、
聚乙二醇丙烯酸酯
、
聚乙二醇甲基丙烯酸酯
、N
‑
乙烯基乙酰胺中的至少一种；和
/
或，
[0022]所述阳离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种自由基溶液聚合的引发方法，其特征在于所述方法包括：在烯基单体水溶液中通入惰性气体
A
除氧，之后引入气体
B
的微纳米气泡，微纳米气泡空化后引发烯基单体自由基溶液聚合，将所得胶体处理后，得到聚合物
。2.
如权利要求1所述的自由基溶液聚合的引发方法，其特征在于：所述烯基单体水溶液的质量浓度为
10
％～
50
％；优选为
15
％～
35
％；和
/
或，所述惰性气体
A
为氮气
、
氩气
、
氦气中的至少一种；和
/
或，所述气体
B
为氮气
、
氩气
、
氦气
、
二氧化碳中的至少一种；和
/
或，所述烯基单体为阴离子单体及其碱金属盐或铵盐
、
非离子单体
、
阳离子单体中的至少一种
。3.
如权利要求2所述的自由基溶液聚合的引发方法，其特征在于：所述阴离子单体为丙烯酸
、
甲基丙烯酸
、
顺丁二烯二酸酐
、
肉桂酸
、
延胡索酸
、
巴豆酸
、
乌头酸
、2
‑
甲基丙烯酰胺基乙磺酸
、2
‑
丙烯酰胺基乙磺酸
、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸
、
乙烯基磺酸
、
丙烯磺酸
、
苯乙烯磺酸中的至少一种；和
/
或，所述碱金属盐为锂
、
钾或钠金属盐；和
/
或，所述非离子单体含亲水性基团；优选为丙烯酰胺
、
甲基丙烯酰胺
、N
‑
乙烯基吡咯烷酮
、N
‑
取代丙烯酰胺
、N
，
N
‑
二甲基丙烯酰胺
、2
‑
羟乙基甲基丙烯酸酯
、2
‑
羟乙基丙烯酸酯
、2
‑
羟丙基甲基丙烯酸酯
、2
‑
羟丙基丙烯酸酯
、
甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯
、
甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯
、
聚乙二醇丙烯酸酯
、
聚乙二醇甲基丙烯酸酯
、N
‑
乙烯基乙酰胺中的至少一种；和
/

【专利技术属性】
技术研发人员：刘希，胡晓娜，伊卓，李雅婧，杨金彪，张瑞琪，尚丹森，赵若彤，
申请(专利权)人：中石化北京化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：