CN101559344A - 一种分散聚合制备苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚微球的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分散聚合制备St/BA共聚微球的方法。其原料配方由分散介质，分散剂，单体，引发剂，温度和转速，单体由苯乙烯和丙烯酸丁酯组成；制备方法将分散介质和分散剂加入到通氮气并带冷凝管的三口瓶中加热至70℃，后加入单体和引发剂反应12h。所制得微球单分散性好，粒径在1微米左右，固含量在10％以上，制备步骤简单，所得聚合物微球既具有优良的绝缘、抗水、化学稳定性、光学性能和加工性能，同时又有较好韧性和较高伸长率。
Description
技术领域
本发明属材料制备技术领域，具体涉及一种分散聚合制备苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚微球的方法
背景技术
制备聚合物微球的传统方法是乳液聚合法和悬浮聚合法。乳液聚合只能制备粒径为0.10-0.70μm的颗粒，悬浮聚合制备的聚合物微球粒径则一般在100～1000μm之间，且是多分散性的。采用无皂或低皂乳液聚合法制成的单分散聚合物微球粒径接近1μm，但难于制备粒径大于1μm的聚合物微球。分散聚合可以一步得到粒径为0.10-10.00μm的单分散聚合物微球。分散聚合具有颗粒球形好，粒径大(与乳液聚合相比)，粒径分布窄；可选用毒性低和危险性小的分散介质，可减少对环境的污染；生成的聚合物乳液粘度很低，粘度随分子量的变化较小。
发明内容
本发明的目的是要提供一种分散聚合制备苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚微球的方法，该方法原料易得，制备步骤简单，所得聚合物微球既具有优良的绝缘、抗水、化学稳定性、光学性能和加工性能，同时又有较好韧性，和较高伸长率。
本发明分散聚合制备苯乙烯St-丙烯酸丁酯BA共聚微球的方法，其特征在于：所述原料配方由单体、分散剂、引发剂和分散介质组成，所述各组分的质量份数为：
单体 8.00～12.00份
分散剂 0.50～8.00份
引发剂 0.04～1.00份
分散介质 50.00～90.00份；
反应条件为：温度60～90℃；反应搅拌速度100～400rpm；反应时间8～14h。
本发明具有如下优点：
①本发明的基本原理是利用硬单体和软单体在发生共聚，形成共聚高分子。既具有优良的绝缘、抗水、化学稳定性、光学性能和加工性能，又有较好的韧性和较高的伸长率。
②可以制得微米级单分散性微球，具有比表面积大，吸附性强，凝集作用大及表面反应能力强等特性。
具体实施方式
原料配方：单体 8.00～12.00份
分散剂 0.50～8.00份
引发剂 0.04～1.00份
分散介质 50.00～90.00份；
其中：单体为苯乙烯与丙烯酸丁酯，其中苯乙烯∶丙烯酸丁酯按摩尔比＝1∶0～3∶1；分散剂是聚乙烯吡咯烷酮(PVP，K-30)；引发剂是油溶性引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)；分散介质采用乙醇和水，所述乙醇与水的质量比＝1∶0～10∶1。
方法步骤为：
(1)单体的精制：分别将苯乙烯和丙烯酸丁酯两种单体用质量浓度5％～10％NaOH溶液洗涤，后减压蒸馏，再用无水氯化钙干燥，冷冻，备用；
(2)引发剂的精制：用无水乙醇在沸腾下将引发剂溶解完全，后迅速抽滤，再冷却至室温，在0～10℃冷藏，干燥，备用；
(3)通N2至三口瓶并加热至60～90℃，加热0.5～2h；
(4)按照所述配比，将乙醇、水、聚乙烯吡咯烷酮加入步骤(3)的三口瓶中，搅拌反应4～10min，搅拌速度100～400rpm；
(5)按照所述配比，将引发剂溶于单体中，然后加入步骤(4)的三口瓶中，继续搅拌反应8～14h，搅拌速度100～400rpm，反应结束，得到所述的分散聚合制备苯乙烯St-丙烯酸丁酯BA共聚微球。
以下是本发明的几个具体实施例，进一步说明本发明，但是本发明不仅限此。
实施例中单体和引发剂的精制处理按照具体实施方式中操作。
实施例1
St/BA共聚微球步骤：向带冷凝管的三口瓶中通入氮气并加热至70℃，半小时后将分散介质70.00g[乙醇∶水＝9∶1(质量比)]和1.60g分散剂聚乙烯吡咯烷酮混合均匀后加入到三口瓶中200rpm搅拌5min，再将单体苯乙烯和丙烯酸丁酯10g[St∶BA＝4∶1(摩尔比)]和引发剂油溶性引发剂偶氮二异丁腈0.10g混合均匀后加入到三口瓶中反应12h。
St/BA共聚微球产物分析结果：平均粒径1.11μm，粒径分散系数0.27，转化率大于90％，固含量大于12％。
实施例2
St/BA共聚微球步骤：向带冷凝管的三口瓶中通入氮气并加热至60-70℃，半小时后将分散介质50.00-70.00g[乙醇∶水＝1∶0-9∶1(质量比)]和1.60-8.00g分散剂聚乙烯吡咯烷酮混合均匀后加入到三口瓶中100-200rpm搅拌5～10min，再将单体苯乙烯和丙烯酸丁酯10.00-12.00g[(St∶BA＝5∶1-19∶1(摩尔比)]和引发剂偶氮二异丁腈0.04-0.10g混合均匀后加入到三口瓶中反应12-14h。
St/BA共聚微球产物分析结果：平均粒径0.79μm，粒径分散系数0.24，转化率大于85％，固含量大于12％。
实施例3
St/BA共聚微球步骤：向带冷凝管的三口瓶中通入氮气并加热至70-90℃，1小时后将分散介质70.00-90.00g[乙醇∶水＝9∶1-10∶1(质量比)]和0.50-0.80g分散剂混合均匀后加入到三口瓶中200-400rpm搅拌4～10min，再将单体8.00-10.00g[(St∶BA＝1∶0-4∶1(摩尔比)]和引发剂偶氮二异丁腈0.10g-1.00g混合均匀后加入到三口瓶中反应8-12h。
St/BA共聚微球产物分析结果：平均粒径1.63μm，粒径分散系数0.35，转化率大于85％，固含量大于13％。
Claims (6)
1.一种分散聚合制备苯乙烯St-丙烯酸丁酯BA共聚微球的方法，其特征在于：所述原料配方由单体、分散剂、引发剂和分散介质组成，所述各组分的质量份数为：
单体 8.00～12.00份
分散剂 0.50～8.00份
引发剂 0.04～1.00份
分散介质 50.00～90.00份；
反应条件为：温度60～90℃；反应搅拌速度100～400rpm；反应时间8～14h。
2.根据权利要求1所述的分散聚合制备苯乙烯St-丙烯酸丁酯BA共聚微球的方法，其特征在于：所述单体为苯乙烯与丙烯酸丁酯，其中苯乙烯∶丙烯酸丁酯按摩尔比＝1∶0～3∶1。
3.根据权利要求1所述的分散聚合制备苯乙烯St-丙烯酸丁酯BA共聚微球的方法，其特征在于：所述分散剂是聚乙烯吡咯烷酮。
4.根据权利要求1所述的分散聚合制备苯乙烯St-丙烯酸丁酯BA共聚微球的方法，其特征在于：所述引发剂是油溶性引发剂偶氮二异丁腈。
5.根据权利要求1所述的分散聚合制备苯乙烯St-丙烯酸丁酯BA共聚微球的方法，其特征在于：所述分散介质采用乙醇和水，所述乙醇与水的质量比＝1∶0～10∶1。
6.根据权利权利要求1、2、3、4或5所述的分散聚合制备苯乙烯St-丙烯酸丁酯BA共聚微球的方法，其特征在于：所述方法步骤为：
(1)单体的精制：分别将苯乙烯和丙烯酸丁酯两种单体用质量浓度5％～10％NaOH溶液洗涤，后减压蒸馏，再用无水氯化钙干燥，冷冻，备用；
(2)引发剂的精制：用无水乙醇在沸腾下将引发剂溶解完全，后迅速抽滤，再冷却至室温，在0～10℃冷藏，干燥，备用；
(3)通N2至三口瓶并加热至60～90℃，加热0.5～2h；
(4)按照所述配比，将乙醇、水、聚乙烯吡咯烷酮加入步骤(3)的三口瓶中，搅拌反应4～10min，搅拌速度100～400rpm；
(5)按照所述配比，将引发剂溶于单体中，然后加入步骤(4)的三口瓶中，继续搅拌反应8～14h，搅拌速度100～400rpm，反应结束，得到所述的分散聚合制备苯乙烯St-丙烯酸丁酯BA共聚微球。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN102391527A (zh) * | 2011-07-11 | 2012-03-28 | 南京工业大学 | 一种尺寸均一聚合物纳米微球的制备方法 |
| CN112358585A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-12 | 内蒙古工业大学 | 一种极性单体与非极性单体分散共聚制备聚合物纳米微球的方法 |
| CN117025191A (zh) * | 2023-08-11 | 2023-11-10 | 西安石油大学 | 一种水分散相纳米微球调驱剂及复合调驱方法 |
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2009
- 2009-05-12 CN CNA2009101117399A patent/CN101559344A/zh active Pending
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