本發(fā)明涉及共聚物的合成領(lǐng)域，具體涉及生物基月桂酸乙烯酯乙烯基醚共聚物的合成。

背景技術(shù)：

1、為降低高分子材料對(duì)于石化資源的依賴，生物基材料應(yīng)運(yùn)而生。因此開發(fā)生物基、環(huán)境友好的彈性體替代傳統(tǒng)石油化工產(chǎn)品具有很重要的意義。隨著生物技術(shù)和催化化學(xué)的不斷發(fā)展，使得生物基彈性體的深入研究成為可能。

2、生物基材料的研究雖然有了很大的進(jìn)展，但要實(shí)現(xiàn)其工業(yè)化生產(chǎn)還面臨著許多挑戰(zhàn)，其中最主要的問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)高模和具有良好耐熱性的生物基彈性體的制備。目前，生物基彈性體的主要用途仍是作為復(fù)合材料如玻璃鋼的基體，這對(duì)其力學(xué)性能和耐熱等性能提出了較高的要求。而生物基彈性體要替代石油基樹脂，其相應(yīng)的性能需滿足要求。從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，在線型聚合物和稀釋劑分子結(jié)構(gòu)中引入剛性結(jié)構(gòu)無(wú)疑是很好的選擇。

3、月桂酸乙烯酯為單體通過(guò)加成聚合可實(shí)現(xiàn)其主鏈為飽和碳鏈，側(cè)基為極性酯基的類丙烯酸酯聚合物，結(jié)構(gòu)的高極性與完全飽和性使其具有耐氧化性和耐臭氧性，并具有突出的耐烴類油溶脹性。而月桂酸乙烯酯側(cè)鏈較多烷基碳原子數(shù)目，對(duì)酯基極性基的屏蔽效應(yīng)，這種疏水性的增強(qiáng)提高共聚物的水穩(wěn)定性和耐濕環(huán)境性能，使得材料在潮濕或水下應(yīng)用中具有更好的性能。同時(shí)由于屏蔽效應(yīng)，減弱了分子間作用力，導(dǎo)致內(nèi)部塑性增大，從而使脆性溫度降低，耐寒性較好。長(zhǎng)鏈的月桂酸乙烯酯也因較長(zhǎng)的側(cè)鏈在聚合物矩陣中形成更多的物理纏結(jié)，引入到共聚物中，長(zhǎng)側(cè)鏈飽和烷烴提供給一定的剛性結(jié)構(gòu)，從而影響機(jī)械性能，提高材料的抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、韌性、耐磨性等。

4、乙烯基醚是一類不飽和碳碳雙鍵的單體，含有ch2＝＝ch2—ch—o—結(jié)構(gòu)單元。其中氧原子的孤電子對(duì)與碳碳雙鍵形成共軛結(jié)構(gòu)，使雙鍵的電子云密度增加，故乙烯基醚的碳碳雙鍵為富電子雙鍵，具有與一般烯類單體不同的反應(yīng)特性，即較高的反應(yīng)活性，可較易實(shí)現(xiàn)自由基聚合、陽(yáng)離子聚合、電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物交替共聚反應(yīng)等。同時(shí)，乙烯基醚可作為一般活性稀釋劑應(yīng)用于多種輻射固化系統(tǒng)中(例如在自由基體系、陽(yáng)離子體系以及混雜體系)。在聚合過(guò)程中，正丙基乙烯基醚可影響?zhàn)ざ?，在正丙基乙烯基醚參與聚合反應(yīng)過(guò)程中，主鏈中加入低極性含氧側(cè)鏈可降低源均聚物分子規(guī)整、取向度高的結(jié)構(gòu)，降低其內(nèi)部結(jié)晶能力，降低結(jié)晶后晶格力的阻礙作用，從而提高分子鏈活動(dòng)性，因此，乙烯基醚作為活性稀釋劑具有非常優(yōu)良的稀釋性，能顯著降低體系的黏度。通過(guò)調(diào)整正丙基乙烯基醚與其他單體的比例，以及聚合條件，可以得到具有不同物理和化學(xué)性質(zhì)的生物基彈性體，以滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。同時(shí)其毒性、氣味均較低，可應(yīng)用于生物基彈性體的制備反應(yīng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了生物基月桂酸乙烯酯乙烯基醚共聚物的合成方法，生物基月桂酸乙烯酯為剛性單元，正丙基乙烯基醚調(diào)控分子鏈剛?cè)嵝?，并降低體系黏度，通過(guò)溶液聚合實(shí)現(xiàn)加成聚合反應(yīng)，再通過(guò)熱固化工藝制備生物基月桂酸乙烯酯/正丙基乙烯基醚共聚物。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、本發(fā)明第一方面提供了一種生物基月桂酸乙烯酯乙烯基醚共聚物的合成方法，包括以下步驟：

4、取第一單體、第二單體混合，加入引發(fā)劑和溶劑，進(jìn)行溶液聚合，反應(yīng)生成生物基共聚物；

5、所述第一單體為月桂酸乙烯酯；所述第二單體包括正丙基乙烯基醚。

6、優(yōu)選地，所述月桂酸乙烯酯和正丙基乙烯基醚的摩爾比為(3-10)：1。

7、優(yōu)選地，所述反應(yīng)的時(shí)間為5-12h。

8、優(yōu)選地，所述反應(yīng)的溫度為50-90℃。

9、優(yōu)選地，所述引發(fā)劑的添加量為單體總質(zhì)量的1-3wt％。

10、優(yōu)選地，所述引發(fā)劑包括偶氮二異丁腈，所述溶劑包括甲醇。

11、優(yōu)選地，所述第二單體包括正丙基乙烯基醚和乙酸乙烯酯。

12、鑒于月桂酸乙烯酯的過(guò)長(zhǎng)側(cè)鏈以及正丙基乙烯基醚的不易聚合的特點(diǎn)使得最終固化效果難以成膜，力學(xué)性能較差，在此基礎(chǔ)上提供改進(jìn)的方案。

13、選取合成月桂酸乙烯酯中的原料乙酸乙烯酯為原料，一方面其小分子乙烯基的單體結(jié)構(gòu)與乙烯丙烯酸酯橡膠(aem)的單體要求符合，同時(shí)考慮到取代基的共軛效應(yīng)、位阻效應(yīng)與極性效應(yīng)決定單體和自由基的活性的影響，通過(guò)q值反應(yīng)單體活性，正丙基乙烯基醚的q值約為0.048，與乙酸乙烯酯的q值0.026較為接近，易發(fā)生聚合反應(yīng)；同時(shí)乙酸乙烯酯可與月桂酸乙烯酯之間聚合產(chǎn)生嵌段共聚物。因此乙酸乙烯酯可作為橋梁作用可進(jìn)一步提升月桂酸乙烯酯與正丙基乙烯基醚的反應(yīng)聚合度，同時(shí)乙酸乙烯酯的加入可降低月桂酸乙烯酯與正丙基乙烯基醚側(cè)鏈的位阻效應(yīng)。

14、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述月桂酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、正丙基乙烯基醚的摩爾比為(4-6)：(4-6)：1。

15、本發(fā)明第二方面提供了一種生物基月桂酸乙烯酯乙烯基醚共聚物，由所述的生物基月桂酸乙烯酯乙烯基醚共聚物的合成方法制備得到。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

17、本發(fā)明中生物基月桂酸乙烯酯為剛性單元，正丙基乙烯基醚調(diào)控分子鏈剛?cè)嵝?，并降低體系黏度，通過(guò)溶液聚合實(shí)現(xiàn)加成聚合反應(yīng)，再通過(guò)熱固化工藝制備生物基月桂酸乙烯酯/正丙基乙烯基醚共聚物；tg測(cè)試顯示，聚合物熱分解溫度在310℃以上，表明具有良好耐高溫特性。

技術(shù)特征：

1.一種生物基月桂酸乙烯酯乙烯基醚共聚物的合成方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基月桂酸乙烯酯乙烯基醚共聚物的合成方法，其特征在于，所述月桂酸乙烯酯和正丙基乙烯基醚的摩爾比為(3-10)：1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基月桂酸乙烯酯乙烯基醚共聚物的合成方法，其特征在于，所述反應(yīng)的時(shí)間為5-12h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基月桂酸乙烯酯乙烯基醚共聚物的合成方法，其特征在于，所述反應(yīng)的溫度為50-90℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基月桂酸乙烯酯乙烯基醚共聚物的合成方法，其特征在于，所述引發(fā)劑的添加量為單體總質(zhì)量的1-3wt％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基月桂酸乙烯酯乙烯基醚共聚物的合成方法，其特征在于，所述引發(fā)劑包括偶氮二異丁腈，所述溶劑包括甲醇。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物基月桂酸乙烯酯乙烯基醚共聚物的合成方法，其特征在于，所述第二單體包括正丙基乙烯基醚和乙酸乙烯酯。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物基月桂酸乙烯酯乙烯基醚共聚物的合成方法，其特征在于，所述月桂酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、正丙基乙烯基醚的摩爾比為(4-6)：(4-6)：1。

9.一種生物基月桂酸乙烯酯乙烯基醚共聚物，其特征在于，由權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的生物基月桂酸乙烯酯乙烯基醚共聚物的合成方法制備得到。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了生物基月桂酸乙烯酯乙烯基醚共聚物的合成。生物基月桂酸乙烯酯乙烯基醚共聚物的合成方法，包括以下步驟：取第一單體、第二單體混合，加入引發(fā)劑和溶劑，進(jìn)行溶液聚合，反應(yīng)生成生物基共聚物；所述第一單體為月桂酸乙烯酯；所述第二單體包括正丙基乙烯基醚。本發(fā)明中生物基月桂酸乙烯酯為剛性單元，正丙基乙烯基醚調(diào)控分子鏈剛?cè)嵝?，并降低體系黏度，通過(guò)溶液聚合實(shí)現(xiàn)加成聚合反應(yīng)，再通過(guò)熱固化工藝制備生物基月桂酸乙烯酯/正丙基乙烯基醚共聚物；TG測(cè)試顯示，聚合物熱分解溫度在310℃以上，表明具有良好耐高溫特性。

技術(shù)研發(fā)人員：周劍,彭藹韶,馬銘辰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中山大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19