本發明涉及共聚物的制備技術領域,特別涉及一種甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯與苯乙烯兩親嵌段共聚物的制備方法。
(二)
背景技術:
甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(DMAEMA)與苯乙烯(St)兩親嵌段共聚物,可廣泛用作分散劑、穩定劑、乳化劑、表面活性劑等,PDMAEMA本身具有“pH/溫度”響應性,未來很有可能成為生物醫學研究的熱點。
現有技術已公開DMAEMA兩親嵌段共聚物的制備方法,如申請號為201310469745.8的中國發明專利提出采用單電子轉移活性自由基聚合制備DMAEMA兩親嵌段共聚物的方法,但是得到的產物不純凈,分離困難,聚合速率雖然快,但是最終轉化率較低,而且分子量分布較寬,在1.40以上。
(三)
技術實現要素:
本發明為了彌補現有技術的不足,提供了一種轉化率高、分子量分布窄、產物純凈的甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯與苯乙烯兩親嵌段共聚物的制備方法。
本發明是通過如下技術方案實現的:
一種甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯與苯乙烯兩親嵌段共聚物的制備方法,其特征在于:采用活性陰離子聚合的方法,將引發劑、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、溶劑、添加劑加入到用schlenk技術處理好的聚合瓶中,于-50-50℃下反應2-5小時,然后加入苯乙烯繼續反應2-4小時,用乙醇終止后,脫除溶劑,得到目標產物;
其中,所述引發劑為1,1-二苯基己基鋰,單體為甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯和苯乙烯,溶劑為四氫呋喃,添加劑為氯化鋰,單體濃度為20%,設計分子量為2000-9000。
本發明的更優技術方案為:
苯乙烯作為親油性單體,甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯作為親水性單體,甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯與苯乙烯的摩爾比為0.825-1.93:1。
氯化鋰與單體的摩爾比例為0.1-0.2:1,氯化鋰作為添加劑可大大提高極性單體陰離子聚合引發中心的穩定性。
聚合瓶中的聚合反應溫度為-20-10℃,反應3小時,然后加入苯乙烯繼續反應2小時。
終止劑乙醇與引發劑的用量摩爾比為1.5-2:1。
終止反應,脫除溶劑后,在真空烘箱中40℃下干燥至恒重,得到目標產物。
本發明的轉化率高達99%,產物分離容易,分子量分布窄,且嵌段率高,產物純凈,制備方法高效簡單,為以后的工業化生產提供了便利。
(四)具體實施方式
實施例1:
在200ml的Schlenk聚合瓶中分別加入經無水無氧處理的78ml的THF、6.4ml的DMAEMA、17.3ml的LiCl溶液(1mol/L的丙酮溶液)和12.5ml的1,1-二苯基己基鋰(1.6mol/L的己烷溶液),在30℃的水浴鍋中反應4h后,加入15.4ml的St單體繼續反應4h。反應結束后加入1.2ml乙醇終止,脫除產物溶劑,最后在40℃真空烘箱中干燥至恒重得到目標產物。聚合物收率為98.2%,對目標產物采用GPC進行測試,其分子量為2100,分子量分布為1.08。采用1H-NMR進行結果表征,測得St質量分數為29.6%,嵌段效率為98.1%。
實施例2:
在200ml的Schlenk聚合瓶中分別加入經無水無氧處理的78ml的THF、6.4ml的DMAEMA、17.3ml的LiCl溶液(1mol/L的丙酮溶液)和5.0ml的1,1-二苯基己基鋰(1.6mol/L的己烷溶液),在30℃的水浴鍋中反應3h后,加入15.4ml的St單體繼續反應2h。反應結束后加入1.2ml乙醇終止,脫除產物溶劑,最后在40℃真空烘箱中干燥至恒重得到目標產物。聚合物收率為98.3%,對目標產物進行GPC測試,分子量為4900,分子量分布為1.07。采用1H-NMR進行結果表征,測得St質量分數為29.7%,嵌段效率為97.9%。
實施例3:
在200ml的Schlenk聚合瓶中分別加入經無水無氧處理的78ml的THF、6.4ml的DMAEMA、17.3ml的LiCl溶液(1mol/L的丙酮溶液)和3.1ml的1,1-二苯基己基鋰(1.6mol/L的己烷溶液),在30℃的水浴鍋中反應2h后,加入15.4ml的St單體繼續反應1h。反應結束后加入1.2ml乙醇終止,脫除產物溶劑,最后在40℃真空烘箱中干燥至恒重得到目標產物。聚合物收率為89.1%,對目標產物進行GPC測試,分子量為7200,分子量分布1.09。采用1H-NMR進行結果表征,測得St質量分數為26.5%,嵌段效率為93.2%。
實施例4:
在200ml的Schlenk聚合瓶中分別加入經無水無氧處理的78ml的THF、8.57ml的DMAEMA、16.6ml的LiCl溶液(1mol/L的丙酮溶液)和5.0ml的1,1-二苯基己基鋰(1.6mol/L的己烷溶液),在10℃的水浴鍋中反應3h后,加入13.2ml的St單體繼續反應2h。反應結束后加入0.5ml乙醇終止,脫除產物溶劑,最后在40℃真空烘箱中干燥至恒重得到目標產物。聚合物收率為98.6%,對目標產物進行GPC測試,分子量為5100,分子量分布1.08。采用1H-NMR進行結果表征,測得St質量分數為39.4%,嵌段效率為98.5%。
實施例5:
在200ml的Schlenk聚合瓶中分別加入經無水無氧處理的78ml的THF、10.72ml的DMAEMA、16.0ml的LiCl溶液(1mol/L的丙酮溶液)和3.1ml的1,1-二苯基己基鋰(1.6mol/L的己烷溶液),在10℃的水浴鍋中反應3h后,加入11.0ml的St單體繼續反應2h。反應結束后加入0.3ml乙醇終止,脫除產物溶劑,最后在40℃真空烘箱中干燥至恒重得到目標產物。聚合物收率為99.0%,對目標產物進行GPC測試,分子量為7900,分子量分布1.07。采用1H-NMR進行結果表征,測得St質量分數為49.5%,嵌段效率為98.5%。
實施例6:
在200ml的Schlenk聚合瓶中分別加入經無水無氧處理的78ml的THF、10.72ml的DMAEMA、16.0ml的LiCl溶液(1mol/L的丙酮溶液)和3.1ml的1,1-二苯基己基鋰(1.6mol/L的己烷溶液),在-20℃的低溫恒溫反應槽中反應3h后,加入11.0ml的St單體繼續反應2h。反應結束后加入0.3ml乙醇終止,脫除產物溶劑,最后在40℃真空烘箱中干燥至恒重得到目標產物。聚合物收率為98.9%,對目標產物進行GPC測試,分子量為8000,分子量分布1.09。采用1H-NMR進行結果表征,測得St質量分數為49.3%,嵌段效率為98.3%。