專利名稱：丙烯腈聚合物在離子液體中的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種丙烯腈均聚物或共聚物的制備方法，特別涉及在離子液體中的制備方法。
背景技術(shù)：
丙烯腈可以進(jìn)行本體聚合、乳液聚合和溶液聚合，實(shí)際生產(chǎn)大多采用溶液聚合，根據(jù)所用溶劑的不同，溶液聚合可分為均相溶液聚合和非均相溶液聚合，傳統(tǒng)的均相溶液聚合所用溶劑包括硫氰酸鈉水溶液、濃氯化鋅水溶液、硝酸、碳酸乙二酯、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺，所有上述溶劑中的無機(jī)溶劑有強(qiáng)烈的腐蝕性，而有機(jī)溶劑有揮發(fā)性，都造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是公開一種丙烯腈聚合物在離子液體中的制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的丙烯腈采用溶液聚合時(shí)，所用溶劑具有強(qiáng)烈的腐蝕性和揮發(fā)性，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染的缺陷。
本發(fā)明的方法包括如下步驟將單體、引發(fā)劑、淺色劑、分子量調(diào)節(jié)劑依次加入離子液體中，攪拌溶解，在50～80℃，聚合反應(yīng)1～6小時(shí)，即獲得丙烯腈均聚物或共聚物。
所說的單體包括第一單體、第二單體或第三單體中的一種或一種以上；所說的第一單體為丙烯腈；所說的第二單體為丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯腈、醋酸乙烯酯、丙烯酰胺中的一種；所說的第三單體為衣康酸、丙烯磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉、甲基丙烯苯磺酸鈉、乙烯基吡啶、2-甲基-5-乙烯吡啶、甲基丙烯酸二甲替氨基乙酯中的一種。
總單體在離子液體中的質(zhì)量濃度為10～35％；其中第一單體占總單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80～100％第二單體占總單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～17％第三單體占總單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～3％。
所說的離子液體為由陽離子和陰離子構(gòu)成的化合物；離子液體的熔點(diǎn)為-90～300℃；所說的陽離子包括下列陽離子中的一種 烷基季銨離子 烷基季磷離子 烷基咪唑離子 烷基吡啶離子其中R1，R3，R4，R5和R6可以相同，也可以不同，它們分別是H或C1～C8的烷基。
所說的陰離子包括BF4-、PF4-、CF3SO3-、CF3COO-、(CF3SO2)2N-、(CF3SO2)2C-的一種；所說的離子液體可采用市售產(chǎn)品，或采用文獻(xiàn)Bonhote P，Dias A P，Papageorigiou N et el.Inorg.Chem.，1996.35，1168～1178或Wasserscheid P，Keim W.Angew.Chem.Int.Ed.，2000.39，3772～3789公開的方法進(jìn)行制備。
所說的引發(fā)劑為偶氮類(如偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈)或有機(jī)過氧化物類(如過氧化二苯甲酰、過氧化十二酰、過氧化辛酰、過氧化二碳酸二異丙酯)，用量為總單體質(zhì)量的0.5～1.5％；所說的淺色劑為二氧化硫脲或氯化亞錫，用量為總單體質(zhì)量的0～1.5％；
所說的分子量調(diào)節(jié)劑為異丙醇，用量為總單體質(zhì)量的0～1.0％。
依據(jù)上述方法所制備的丙烯腈均聚物或共聚物的粘均分子量為2×104～10×104。所制備的丙烯腈均聚物或共聚物主要用于紡制聚丙烯腈纖維。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(1)所采用的溶劑為離子液體，無毒、無揮發(fā)性，有利于環(huán)境保護(hù)和操作人員健康。
(2)所采用的離子液體熔點(diǎn)范圍寬，在聚合反應(yīng)的溫度范圍內(nèi)，有利于反應(yīng)溫度的控制。
(3)采用離子液體為溶劑，反應(yīng)速率快。
(4)采用離子液體為溶劑，可以根據(jù)需要添加分子量調(diào)節(jié)劑，聚合物的分子量在很大范圍可以調(diào)節(jié)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1～4采用如下離子液體制備丙烯腈均聚物 式(1) 式(2) 式(3) 式(4)將單體、引發(fā)劑依次加入離子液體中，攪拌溶解，在65℃，聚合反應(yīng)2小時(shí)，即獲得丙烯腈均聚物。

實(shí)施例5～8采用如下離子液體制備丙烯腈均聚物


制備方法與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例9～12
采用如下離子液體制備丙烯腈共聚物


制備方法與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例13～16采用如下離子液體制備丙烯腈共聚物



實(shí)施例17～20采用如下離子液體制備丙烯腈共聚物


實(shí)施例21～24采用如下離子液體制備丙烯腈共聚物


權(quán)利要求
1.丙烯腈聚合物在離子液體中的制備方法，其特征在于，包括將單體、引發(fā)劑加入離子液體中聚合反應(yīng)步驟；所說的單體包括第一單體、第二單體或第三單體中的一種或一種以上；所說的第一單體為丙烯腈；所說的第二單體為丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯腈、醋酸乙烯酯或丙烯酰胺中的一種；所說的第三單體為衣康酸、丙烯磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉、甲基丙烯苯磺酸鈉、乙烯基吡啶、2-甲基-5-乙烯吡啶或甲基丙烯酸二甲替氨基乙酯中的一種；所說的離子液體為由陽離子和陰離子構(gòu)成的化合物；所說的陽離子包括下列陽離子中的一種 或 烷基季銨離子 烷基季磷離子烷基咪唑離子 烷基吡啶離子其中R1，R3，R4，R5和R6可以相同，也可以不同，它們分別是H或C1～C8的烷基；所說的陰離子包括BF4-、PF4-、CF3SO3-、CF3COO-、(CF3SO2)2N-或(CF3SO2)2C-中的一種；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，聚合反應(yīng)時(shí)還包括淺色劑和分子量調(diào)節(jié)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，聚合反應(yīng)溫度為50～80℃，聚合反應(yīng)時(shí)間為1～6小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，總單體在離子液體中的質(zhì)量濃度為10～35％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，第一單體占總單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80～100％，第二單體占總單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～17％，第三單體占總單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～3％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說的引發(fā)劑為偶氮類或有機(jī)過氧化物類，用量為總單體質(zhì)量的0.5～1.5％。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過氧化二苯甲酰、過氧化十二酰、過氧化辛?；蜻^氧化二碳酸二異丙酯中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所說的淺色劑為二氧化硫脲或氯化亞錫，用量為總單體質(zhì)量的0～1.5％；所說的分子量調(diào)節(jié)劑為異丙醇，用量為總單體質(zhì)量的0～1.0％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所制備的丙烯腈均聚物或共聚物的粘均分子量為2×104～10×104。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所說的離子液體熔點(diǎn)范圍為-90～300℃。
全文摘要
本發(fā)明公開了丙烯腈聚合物在離子液體中的制備方法。第一單體為丙烯腈，引發(fā)劑為偶氮類或有機(jī)過氧化物類，溶劑為離子液體，并根據(jù)需要添加第二單體和第三單體、分子量調(diào)節(jié)劑和淺色劑，進(jìn)行溶液聚合，制備丙烯腈聚合物，所制備的聚合物的粘均分子量為2×10
文檔編號(hào)C08F220/00GK1560097SQ200410016369
公開日2005年1月5日 申請(qǐng)日期2004年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月17日
發(fā)明者張玉梅, 程亮, 曾禹星, 王華平 申請(qǐng)人:東華大學(xué)