電化學(xué)聚合制備聚丙烯酸酯的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電化學(xué)聚合制備聚丙烯酸酯的方法，以丙烯酸酯單體為原料，以O(shè)P?10和十二烷基硫酸鈉為復(fù)合乳化劑，以過硫酸銨為引發(fā)劑，以鐵作電極在恒電流以及室溫的條件下制備聚丙烯酸酯。本發(fā)明工藝簡單，操作方便，制備得到的聚丙烯酸酯產(chǎn)率在85%以上。
【專利說明】
電化學(xué)聚合制備聚丙烯酸酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種電化學(xué)制備高分子聚合物的方法，特別是涉及一種電化學(xué)乳液聚 合制備高分子聚合物的方法，應(yīng)用于高分子聚合物合成技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 電化學(xué)聚合具有在常溫、常壓下進(jìn)行，可通過控制電壓或者不同電極合成所需的 有機(jī)產(chǎn)品等優(yōu)點(diǎn)，從而使電化學(xué)制備高分子聚合物應(yīng)用已較為廣泛。由于目前研究的電化 學(xué)聚合方法主要是本體聚合、溶液聚合，但對于電化學(xué)乳液聚合制備高分子聚合物卻鮮有 報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種 電化學(xué)聚合制備聚丙烯酸酯的方法，以丙烯酸酯單體為原料，以0P-10和十二烷基硫酸鈉為 乳化劑，過硫酸銨為引發(fā)劑，以鐵作電極在恒電流以及室溫的條件下制備聚丙烯酸酯。本發(fā) 明工藝簡單，操作方便，制備得到的聚丙烯酸酯產(chǎn)率在85%以上。
[0004] 為達(dá)到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種電化學(xué)聚合制備聚丙烯酸酯的方法，包括如下步驟： a. 將100-300ml去離子水、1-5份復(fù)合乳化劑，在50-70°C下攪拌0.5-lh，得到乳化混合 液;復(fù)合乳化劑優(yōu)選由質(zhì)量比為1:2的0P-10和十二烷基硫酸鈉混合配制而成； b. 按照在所述a步驟中的份數(shù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)，將100份丙烯酸酯加入到在所述a步驟中所得物 質(zhì)中，攪拌〇. 5-lh，制備丙烯酸酯混合液體系；丙烯酸酯優(yōu)選采用甲基丙烯酸甲酯、甲基丙 烯酸丁酯和甲基丙烯酸異辛酯中的任意一種或任意幾種的混合物； c. 按照在所述a步驟中的份數(shù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)，向在所述b步驟中制備的丙烯酸酯混合液體系 中通20-60min氮?dú)猓⑾虮┧狨セ旌弦后w系中滴加含有1-5份過硫酸銨的過硫酸銨溶液， 得到電化學(xué)反應(yīng)液體系，將鐵電極置入電化學(xué)反應(yīng)液體系中并固定，組成電化學(xué)反應(yīng)器系 統(tǒng)，將恒定電流調(diào)至0.1-0.4A，在20-30 °C下攪拌電化學(xué)反應(yīng)液體系，進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)6-l〇h，得到反應(yīng)產(chǎn)物體系;優(yōu)選在室溫下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，制備反應(yīng)產(chǎn)物體系； d. 向在所述c步驟中得到的反應(yīng)產(chǎn)物體系中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-2%的氯化鈉溶液50-100ml，在攪拌0.5-lh后，過濾并分離固態(tài)產(chǎn)物，然后將固態(tài)產(chǎn)物烘干，即制得聚丙烯酸酯。
[0005] 作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，在所述步驟a、b和c中，優(yōu)選采用的材料的份數(shù)均為 重量份;進(jìn)一步優(yōu)選采用的材料的份數(shù)均為重量g。
[0006] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)： 本發(fā)明工藝簡單，操作方便，成本較低，制備得到的聚丙烯酸酯產(chǎn)率在85%以上，適合工 業(yè)應(yīng)用，具有很好的市場前景。
【具體實(shí)施方式】
[0007] 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例詳述如下： 實(shí)施例一： 在本實(shí)施例中，一種電化學(xué)聚合制備聚丙烯酸酯的方法，包括如下步驟： a. 水浴鍋升溫至60°C，采用由質(zhì)量比為1:2的0P-10和十二烷基硫酸鈉混合配制而成 復(fù)合乳化劑，稱取3g復(fù)合乳化劑，用量筒量取300ml去離子水，將復(fù)合乳化劑和去離子水倒 入到1000ml四口燒瓶中，放入到水浴鍋中，中速攪拌0.5h，反應(yīng)得到乳化混合液； b. 待所述a步驟反應(yīng)結(jié)束后，將100g甲基丙烯酸甲酯倒入四口燒杯中，與在所述a步驟 中所得乳化混合液混合，攪拌0.5h，得到反應(yīng)溶液體系； c. 稱取2g過硫酸銨，量筒量取50ml去離子水，一起倒入100ml燒杯中溶解制備過硫酸 銨溶液，將溶解后制備的過硫酸銨溶液倒入250ml分液漏斗中，再將分液漏斗插入到四口燒 瓶中； d. 打開恒流電源，調(diào)節(jié)恒電流至0.3A后關(guān)閉電源，取兩片尺寸大小為5 cmX 2 cmX 0.1 cm的鐵電極固定在四口燒瓶里，使鐵片電極全部浸沒在所述b步驟制備的反應(yīng)溶液體 系中并固定，完成電化學(xué)反應(yīng)器系統(tǒng)的安裝設(shè)置； e. 向四口燒杯中通入氮?dú)?0min，同時(shí)將在步驟d中完成安裝設(shè)置的恒流電源和在步 驟c中安裝好分液漏斗打開，將分液漏斗中的過硫酸銨溶液滴加到四口燒瓶里的在步驟b中 制備的反應(yīng)溶液體系中，在室溫下以300r/min的攪拌速度對電化學(xué)反應(yīng)液體系進(jìn)行中速攪 拌，使電化學(xué)反應(yīng)8個(gè)小時(shí)，得到反應(yīng)產(chǎn)物體系； f. 將在步驟e中所得反應(yīng)產(chǎn)物體系倒入500ml燒杯中，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的氯化鈉溶 液100ml，以300r/min的攪拌速度對電化學(xué)反應(yīng)液體系進(jìn)行中速攪拌0.5h后，過濾并分離固 態(tài)產(chǎn)物，將所得的固態(tài)物質(zhì)取出后再放入到500ml燒杯中，然后用去離子水進(jìn)行反復(fù)沖洗五 次后，再過濾烘干，即制得聚甲基丙烯酸甲酯。
[0008] 性能實(shí)驗(yàn)測試： 對本實(shí)施例制備的聚甲基丙烯酸甲酯制備工藝進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn)測試，得到本實(shí)施例所制 備的聚甲基丙烯酸甲酯產(chǎn)率可達(dá)85%以上。參見表1。
[0009] 實(shí)施例二： 本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處在于： 在本實(shí)施例中，一種電化學(xué)聚合制備聚丙烯酸酯的方法，包括如下步驟： a. 水浴鍋升溫至60°C，采用由質(zhì)量比為1:2的0P-10和十二烷基硫酸鈉混合配制而成 復(fù)合乳化劑，稱取2g復(fù)合乳化劑，用量筒量取300ml去離子水，將復(fù)合乳化劑和去離子水倒 入到1000ml四口燒瓶中，放入到水浴鍋中，中速攪拌0.5h，反應(yīng)得到乳化混合液； b. 待所述a步驟反應(yīng)結(jié)束后，將100g甲基丙烯酸丁酯倒入四口燒杯中，與在所述a步驟 中所得乳化混合液混合，攪拌0.5h，得到反應(yīng)溶液體系； c. 稱取3g過硫酸銨，量筒量取50ml去離子水，一起倒入100ml燒杯中溶解制備過硫酸 銨溶液，將溶解后制備的過硫酸銨溶液倒入250ml分液漏斗中，再將分液漏斗插入到四口燒 瓶中； d. 打開恒流電源，調(diào)節(jié)恒電流至0.2A后關(guān)閉電源，取兩片尺寸大小為5 cmX 2 cmX 0.1 cm的鐵電極固定在四口燒瓶里，使鐵片電極全部浸沒在所述b步驟制備的反應(yīng)溶液體 系中并固定，完成電化學(xué)反應(yīng)器系統(tǒng)的安裝設(shè)置； e. 本步驟與實(shí)施例一相同； f. 將在步驟e中所得反應(yīng)產(chǎn)物體系倒入500ml燒杯中，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的氯化鈉溶 液100ml，以300r/min的攪拌速度對電化學(xué)反應(yīng)液體系進(jìn)行中速攪拌0.5h后，過濾并分離固 態(tài)產(chǎn)物，將所得的固態(tài)物質(zhì)取出后再放入到500ml燒杯中，然后用去離子水進(jìn)行反復(fù)沖洗五 次后，再過濾烘干，即制得聚甲基丙烯酸丁酯。
[0010] 性能實(shí)驗(yàn)測試： 對本實(shí)施例制備的聚甲基丙烯酸丁酯制備工藝進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn)測試，得到本實(shí)施例所制 備的聚甲基丙烯酸丁酯產(chǎn)率可達(dá)85%以上。參見表1。
[0011] 實(shí)施例三： 本實(shí)施例與前述實(shí)施例基本相同，特別之處在于： 在本實(shí)施例中，一種電化學(xué)聚合制備聚丙烯酸酯的方法，包括如下步驟： a. 水浴鍋升溫至60°C，采用由質(zhì)量比為1:2的0P-10和十二烷基硫酸鈉混合配制而成 復(fù)合乳化劑，稱取2.5g復(fù)合乳化劑，用量筒量取300ml去離子水，將復(fù)合乳化劑和去離子水 倒入到1000ml四口燒瓶中，放入到水浴鍋中，中速攪拌0.5h，反應(yīng)得到乳化混合液； b. 待所述a步驟反應(yīng)結(jié)束后，將100g甲基丙烯酸異辛酯倒入四口燒杯中，與在所述a步 驟中所得乳化混合液混合，攪拌〇. 5h，得到反應(yīng)溶液體系； c. 稱取2.5g過硫酸銨，量筒量取50ml去離子水，一起倒入100ml燒杯中溶解制備過硫 酸銨溶液，將溶解后制備的過硫酸銨溶液倒入250ml分液漏斗中，再將分液漏斗插入到四口 燒瓶中； d. 打開恒流電源，調(diào)節(jié)恒電流至0.1A后關(guān)閉電源，取兩片尺寸大小為5 cmX 2 cmX 0.1 cm的鐵電極固定在四口燒瓶里，使鐵片電極全部浸沒在所述b步驟制備的反應(yīng)溶液體 系中并固定，完成電化學(xué)反應(yīng)器系統(tǒng)的安裝設(shè)置； e. 本步驟與實(shí)施例一相同； f. 將在步驟e中所得反應(yīng)產(chǎn)物體系倒入500ml燒杯中，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的氯化鈉溶 液100ml，以300r/min的攪拌速度對電化學(xué)反應(yīng)液體系進(jìn)行中速攪拌0.5h后，過濾并分離固 態(tài)產(chǎn)物，將所得的固態(tài)物質(zhì)取出后再放入到500ml燒杯中，然后用去離子水進(jìn)行反復(fù)沖洗五 次后，再過濾烘干，即制得聚甲基丙烯酸異辛酯。
[0012]性能實(shí)驗(yàn)測試： 對本實(shí)施例制備的聚甲基丙烯酸異辛酯制備工藝進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn)測試，得到本實(shí)施例所 制備的聚甲基丙烯酸異辛酯產(chǎn)率可達(dá)85%以上。參見表1。
[0013] 本發(fā)明上述實(shí)施例制備的聚丙烯酸酯性能的測試結(jié)果如下表1所示： 表1.實(shí)施例一~三的聚丙烯酸酯性能的測試結(jié)果
本發(fā)明上述實(shí)施例電化學(xué)聚合制備聚丙烯酸酯的方法，以丙烯酸酯單體為原料，以0P-10和十二烷基硫酸鈉為復(fù)合乳化劑，以過硫酸銨為引發(fā)劑，以鐵作電極在恒電流以及室溫 的條件下制備聚丙烯酸酯。本發(fā)明上述實(shí)施例工藝簡單，操作方便，制備得到的聚丙烯酸酯 產(chǎn)率在85%以上。
[0014] 上面對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，還可以根據(jù)本發(fā) 明的發(fā)明創(chuàng)造的目的做出多種變化，凡依據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)和原理下做的改 變、修飾、替代、組合或簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，只要符合本發(fā)明的發(fā)明目的，只要不 背離本發(fā)明電化學(xué)聚合制備聚丙烯酸酯的方法的技術(shù)原理和發(fā)明構(gòu)思，都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電化學(xué)聚合制備聚丙烯酸酯的方法，其特征在于，包括如下步驟： a. 將100-300ml去離子水、1-5份復(fù)合乳化劑，在50-70°C下攪拌0.5-lh，得到乳化混合 液； b. 按照在所述a步驟中的份數(shù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)，將100份丙烯酸酯加入到在所述a步驟中所得物 質(zhì)中，攪拌〇. 5-lh，制備丙烯酸酯混合液體系； c. 按照在所述a步驟中的份數(shù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)，向在所述b步驟中制備的丙烯酸酯混合液體系 中通20-60min氮?dú)?，并向丙烯酸酯混合液體系中滴加含有1-5份過硫酸銨的過硫酸銨溶液， 得到電化學(xué)反應(yīng)液體系，將鐵電極置入電化學(xué)反應(yīng)液體系中并固定，組成電化學(xué)反應(yīng)器系 統(tǒng)，將恒定電流調(diào)至0.1-0.4A，在20-30 °C下攪拌電化學(xué)反應(yīng)液體系，進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)6-l〇h，得到反應(yīng)產(chǎn)物體系； d. 向在所述c步驟中得到的反應(yīng)產(chǎn)物體系中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-2%的氯化鈉溶液50-100ml，在攪拌0.5-lh后，過濾并分離固態(tài)產(chǎn)物，然后將固態(tài)產(chǎn)物烘干，即制得聚丙烯酸酯。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電化學(xué)聚合制備聚丙烯酸酯的方法，其特征在于:在所述步驟a 中，所述復(fù)合乳化劑由質(zhì)量比為1:2的0P-10和十二烷基硫酸鈉混合配制而成。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電化學(xué)聚合制備聚丙烯酸酯的方法，其特征在于:在所述步驟b 中，丙烯酸酯采用甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸異辛酯中的任意一種或 任意幾種的混合物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任意一項(xiàng)所述電化學(xué)聚合制備聚丙烯酸酯的方法，其特征在 于:在所述步驟a、b和c中，采用的材料的份數(shù)均為重量份。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述電化學(xué)聚合制備聚丙烯酸酯的方法，其特征在于:在所述步驟a、 b和c中，采用的材料的份數(shù)均為重量g。6. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任意一項(xiàng)所述電化學(xué)聚合制備聚丙烯酸酯的方法，其特征在 于:在所述c步驟中，在室溫下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。
【文檔編號】C08F120/18GK105968239SQ201610396622
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】張劍秋, 程知萱, 張勝佳, 付凌霄, 韓曉兵
【申請人】上海大學(xué)