專利名稱：Sebs－pvp接枝共聚物溶劑熱合成制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)-聚乙烯吡咯烷酮(PVP)接枝共聚物(SEBS-PVP)的方法，尤其涉及一種在高壓釜中采用溶劑熱合成法制備具有新功能的SEBS-PVP共聚物的新方法。本發(fā)明屬于聚合物科學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯共聚物(SEBS)是一種多用途的新型熱塑性彈性體，是熱塑性嵌段共聚物苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)分子中橡膠段聚丁二烯不飽和雙鍵經(jīng)過選擇加氫而制得的新型改性彈性體。SEBS不但具有優(yōu)異的耐老化性能，且具有較好的力學(xué)性能，斷裂伸長率為0～150％，超過了硫化橡膠，不僅對(duì)臭氧、紫外線、電弧具有良好的耐受性，還具有良好的耐油、耐化學(xué)品腐蝕性以及優(yōu)異的耐低溫性能。其產(chǎn)品具有無色透明、無毒、無味、著色性能優(yōu)異、密度低且與其它材料有較強(qiáng)的粘接力等特點(diǎn)，因此被廣泛用于粘合劑、涂料、塑料改性劑、汽車部件、電線電纜、食品、醫(yī)療等領(lǐng)域。另一方面，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是一種非離子型高分子化合物，是通過其單體N-乙烯基吡咯烷酮，在引發(fā)劑作用下聚合而成的。PVP具有許多優(yōu)良的物理化學(xué)性能，極易溶于水，安全無毒，能與多種高分子、低分子物質(zhì)互溶或復(fù)合，具有優(yōu)良的吸附性、成膜性、粘接性和生物相容性，熱穩(wěn)定性良好，與許多有機(jī)染料有很好的親和力等，可作為高分子表面活性劑，在不同的分散體系中，可作為分散劑、乳化劑、增稠劑、流平劑、粒度調(diào)節(jié)劑、抗沉淀劑、凝聚劑、助溶劑和洗滌劑等，因此，在醫(yī)藥、食品、日用化工、紡織、洗滌用品等眾多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。盡管SEBS和PVP都有著獨(dú)特的性能，但是SEBS為非極性聚合物，與水相容性差，PVP強(qiáng)度低而親水性強(qiáng)、有可反應(yīng)活性官能團(tuán)，若結(jié)合SEBS與PVP的優(yōu)點(diǎn)，制成SEBS-PVP共聚物，將得到具有良好功能的新材料，可以作為與生物材料共混的相容劑，甚至可以直接拿來用作醫(yī)用生物材料。SEBS-PVP在乙醇中具有良好的成膜性可以用作醫(yī)用包覆材料如創(chuàng)可貼、繃帶等，SEBS-PVP經(jīng)碘處理后，能直接制成醫(yī)療器材(如管材、手套等)，而且在使用中就能殺菌滅活，SEBS-PVP可以賦予材料極好的染色性等等。目前，研究工作大部分集中于SEBS與小分子單體的接枝改性上，如在SEBS上引入官能團(tuán)，如馬來酸酐化、鹵甲基化、羥甲基化等(沈重，張焱，謝靜薇，楊一青，高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報(bào)，20(5)，827-829；郭艷，蔣遙明，張愛民，高分子材料科學(xué)與工程，19(6)，88-91；劉承美，鄭倫生，田大聽，高分子材料科學(xué)與工程，19(5)，54-56)，但尚未發(fā)現(xiàn)有和極性高分子如PVP接枝共聚制備新材料的報(bào)道。以上的研究多采用熔融接枝反應(yīng)和溶液接枝反應(yīng)，溶液接枝溶劑用量大，反應(yīng)裝置復(fù)雜；而熔融接枝，反應(yīng)簡(jiǎn)單，但是反應(yīng)物難于較好充分混和，反應(yīng)也不均勻，接枝率也較低，而且易于交聯(lián)(葉強(qiáng)，周濤，徐建波，張愛民，高分子材料科學(xué)與工程，21(5)，220-223)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有SEBS-PVP接枝共聚物的空白和現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種新型的SEBS-PVP接枝共聚物溶劑熱合成制備方法，制備出具有較好功能的新材料，而且溶劑用量少，設(shè)備簡(jiǎn)單，便于大規(guī)模生產(chǎn)。
為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，采用的制備方法反應(yīng)機(jī)理有別于以往溶液法或熔融法制備接枝共聚物的方法，將SEBS樹脂、PVP及反應(yīng)物溶于少量溶劑中，反應(yīng)溫度控制在溶劑的沸點(diǎn)以上，使體系處在溶劑沸騰的狀態(tài)下(類似于超臨界的狀態(tài)下)進(jìn)行反應(yīng)，這樣使得SEBS可以與PVP、引發(fā)劑等充分接觸，反應(yīng)完全，因而可以制備出功能化SEBS接枝共聚物。
本發(fā)明的方法具體為將重量百分比為25～95％的SEBS樹脂、5～75％的PVP、0.01～10％的引發(fā)劑和0.00～30％的共單體，加到放有SEBS和PVP的良溶劑的高壓釜中，良溶劑的用量為PVP和SEBS樹脂的1-15倍。將高壓釜蓋子擰緊后放入烘箱中，烘箱溫度設(shè)定在所用溶劑沸點(diǎn)以上5-70℃溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)1～30小時(shí)，然后用水冷卻，打開高壓釜，將溶液倒入相當(dāng)于其體積1～10倍的絮凝劑中，在磁力攪拌器上攪拌0.1～5小時(shí)以除去未反應(yīng)的物質(zhì)，轉(zhuǎn)速為5～1000轉(zhuǎn)/分鐘，然后抽濾，將抽濾得到的粉末在40～100℃真空烘箱中干燥5～30小時(shí)，即得到SEBS-PVP接枝共聚物。
本發(fā)明所述的SEBS和PVP的良溶劑為丙酮、1，2-二氯乙烷、1，2-二氯甲烷、庚烷、正己烷、氯仿、苯、四氫呋喃、四氯化碳、甲苯或二甲苯。
本發(fā)明所述的絮凝劑為乙醇、甲醇、乙二醇、去離子水、乙醚或甘油，是SEBS和PVP的不良溶劑。
本發(fā)明所述的共單體為丙烯酸、α-甲基丙烯酸、α-甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、苯乙烯、己內(nèi)酰胺或馬來酸酐，為一類給電子體的可反應(yīng)型單體。
本發(fā)明所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁氰(AIBN)、過氧化二異丙苯(DCP)、苯甲酰胺(BPO)或特丁基過氧化物(TBP)。
本發(fā)明所用反應(yīng)設(shè)備簡(jiǎn)單，由于反應(yīng)是處在類超臨界的狀態(tài)下，因此能夠得到SEBS-PVP接枝共聚物，而且溶劑用量相對(duì)較少，便于大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明制備的SEBS-PVP可用于SEBS與非極性聚合物共混的相容劑、其它反應(yīng)體系的乳化劑、分散劑、助溶劑等、醫(yī)用包覆材料、殺菌消毒器材、SEBS的著色劑等，有著廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式
以下通過具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1在高壓釜中放入50ml的氯仿，加入7.50gSEBS樹脂、0.40gPVP、100mgAIBN，將高壓釜蓋子擰緊放入120℃的烘箱中，放置30小時(shí)，然后用水冷卻，打開高壓釜，將溶液倒入250ml的乙醇中，在磁力攪拌器上攪拌(轉(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分鐘)2小時(shí)，以除去未反應(yīng)的物質(zhì)，然后抽濾，將抽濾得到的粉末在50℃真空烘箱中干燥15小時(shí)，即得到PVP含量為0.8wt％的SEBS-PVP接枝共聚物。
實(shí)施例2
在高壓釜中放入50ml的丙酮，加入5gSEBS樹脂、5gPVP、150mgBPO和丙烯酰胺1g，將高壓釜蓋子擰緊放入130℃的烘箱中，放置1小時(shí)，然后用水冷卻，打開高壓釜，將溶液倒入300ml的乙二醇中，在磁力攪拌器上攪拌(轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘)0.5小時(shí)，以除去未反應(yīng)的物質(zhì)，然后抽濾，將抽濾得到的粉末在100℃真空烘箱中干燥5小時(shí)，即得到PVP含量為7wt％的SEBS-PVP接枝共聚物。
實(shí)施例3在高壓釜中放入50ml的二甲苯，加入1gSEBS樹脂、6gPVP、300mgDCP和α-甲基丙烯酸甲酯3毫升，將高壓釜蓋子擰緊放入160℃的烘箱中，放置5小時(shí)，然后用水冷卻，打開高壓釜，將溶液倒入300ml的乙二醇中，在磁力攪拌器上攪拌(轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘)5小時(shí)，以除去未反應(yīng)的物質(zhì)，然后抽濾，將抽濾得到的粉末在40℃真空烘箱中干燥24小時(shí)，即得到PVP含量為95.0％wt的SEBS-PVP接枝共聚物。
權(quán)利要求
1.一種SEBS-PVP接枝共聚物溶劑熱合成制備方法，其特征在于將重量百分比為25～95％的SEBS樹脂、5～75％的PVP、0.01～10％的引發(fā)劑和0.00～30％的共單體，加到放有SEBS和PVP的良溶劑的高壓釜中，良溶劑的用量為PVP和SEBS樹脂的1-15倍；將高壓釜蓋子擰緊后放入烘箱中，烘箱溫度設(shè)定在所用溶劑沸點(diǎn)以上5-70℃溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)1～30小時(shí)，然后用水冷卻，打開高壓釜，將溶液倒入相當(dāng)于其體積1～10倍的絮凝劑中，在磁力攪拌器上攪拌0.1～5小時(shí)以除去未反應(yīng)的物質(zhì)，磁力攪拌器轉(zhuǎn)速為5～1000轉(zhuǎn)/分鐘；然后抽濾，將抽濾得到的粉末在40～100℃真空烘箱中干燥5～30小時(shí)，即得到SEBS-PVP接枝共聚物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的SEBS-PVP接枝共聚物溶劑熱合成制備方法，其特征在于所述SEBS和PVP的良溶劑為丙酮、1，2-二氯乙烷、1，2-二氯甲烷、庚烷、正己烷、氯仿、苯、四氫呋喃、四氯化碳、甲苯或二甲苯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的SEBS-PVP接枝共聚物溶劑熱合成制備方法，其特征在于所述絮凝劑為乙醇、甲醇、乙二醇、去離子水、乙醚或甘油。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的SEBS-PVP接枝共聚物溶劑熱合成制備方法，其特征在于所述共單體為丙烯酸、α-甲基丙烯酸、α-甲基丙烯酸甲酯、丙稀酰胺、苯乙烯、己內(nèi)酰胺或馬來酸酐。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的SEBS-PVP接枝共聚物溶劑熱合成制備方法，其特征在于所述引發(fā)劑為偶氮二異丁氰、過氧化二異丙苯、苯甲酰胺或特丁基過氧化物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種SEBS－PVP接枝共聚物溶劑熱合成制備方法，在高壓釜中放入苯乙烯－乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物(SEBS)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、引發(fā)劑和共單體，并使之溶解于SEBS和PVP的良溶劑中，在所用溶劑沸點(diǎn)以上溫度進(jìn)行反應(yīng)，然后將溶液倒入絮凝劑中，并進(jìn)行攪拌以去除未反應(yīng)的物質(zhì)，最好抽濾干燥，得到SEBS－PVP接枝共聚物。本發(fā)明制備的SEBS－PVP接枝共聚物可用于SEBS與非極性聚合物共混的相容劑、其它反應(yīng)體系的乳化劑、分散劑、助溶劑等、醫(yī)用包覆材料、殺菌消毒器材、SEBS的著色劑等，有著廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C08F4/00GK101024678SQ200710038050
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2007年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月15日
發(fā)明者沈彥涵, 戚嶸嶸, 李君 , 劉翹楚 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)