CN103641954A - 一种聚丙烯酸酯类有机-无机杂化聚合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚丙烯酸酯类有机-无机杂化聚合物及其制备方法。通过两步反应合成一种聚丙烯酸酯类有机-无机杂化聚合物的技术特征在于，原料配方：20.0g甲基丙烯酸甲酯MMA、30.0～35.0g乙烯基三甲氧基硅烷YDH-171和120.0～130.0g正硅酸乙酯TEOS；工艺条件：两步反应的引发剂分别为偶氮二异丁腈AIBN和盐酸溶液（1mol·L^-1），溶剂分别为甲苯和四氢呋喃THF，温度分别为65℃和25℃，环境均为氮气保护，反应时间分别为9～10h和24～30h。有益效果是：合成了一种新的聚丙烯酸酯类有机-无机杂化聚合物，不但扩充了聚丙烯酸酯类有机-无机杂化聚合物的种类，而且为该类聚合物在更广泛领域中的应用打下基础。本发明原料便宜，操作工艺较简单，具有一定的实际推广意义。

Description

一种聚丙烯酸酯类有机-无机杂化聚合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯酸酯类有机-无机杂化聚合物及其制备方法。

背景技术

聚丙烯酸酯类聚合物是高分子材料中应用最为广泛的一种聚合物，这类聚合物在能源、环境、电子、交通和日用化工等领域得到了广泛的应用。随着人们对聚丙烯酸酯类聚合物应用领域的不断扩展，提高该类聚合物在特点领域中的性能研究日渐紧迫。提高聚合物性能比较常用的方法就是在聚合物基体中添加各种纳米填料，如SiO₂、TiO₂和粘土等。但是团聚是纳米填料提高聚合物基体性能中最致命而又不可避免的缺点。有机-无机杂化聚合物实现了在同一种聚合物中既有有机成分又有无机成分这一目标。这种聚合物中的有机成分提供了高分子基体，赋予聚合物相应的性能，而无机成分提供了自带的纳米改性填料，能够赋予聚合物更加优良的性能，同时又避免了团聚问题。因此，基于聚合物组成、结构设计的思想，合成聚丙烯酸酯类有机-无机杂化聚合物是发展这类聚丙烯酸酯类聚合物的研究热点。

以甲基丙烯酸甲酯MMA、乙烯基三甲氧基硅烷YDH-171为单体，共聚合成一种聚(甲基丙烯酸甲酯-乙烯基三甲氧基硅烷)共聚物，让该共聚物主链中的乙烯基三甲氧基硅烷中的甲氧基发生水解、缩聚反应就可以制备出一种聚丙烯酸酯类有机-无机杂化聚合物。这种组成、结构的聚合物必然会丰富聚丙烯酸酯类聚合物的种类、提高这类聚合物的性能并增加其应用的范围。目前，尚未见任何相关的研究报道。

发明内容

要解决的技术问题

为了扩大聚丙烯酸酯类聚合物的应用领域，同时也为了提高这一类聚合物的性能，并扩充这一类聚合物的种类，本发明提出了一种聚合物的制备方法，合成得到了一种聚丙烯酸酯类有机-无机杂化聚合物。

技术方案

本发明以甲基丙烯酸甲酯MMA、乙烯基三甲氧基硅烷YDH-171为单体，首先经过第一步骤共聚反应合成一种聚(甲基丙烯酸甲酯-乙烯基三甲氧基硅烷)共聚物，再让该共聚物主链中的乙烯基三甲氧基硅烷中的甲氧基基团和正硅酸乙酯TEOS发生水解、缩聚反应第二个步骤，制备出聚丙烯酸酯类有机-无机杂化聚合物。其目的在于得到一种聚丙烯酸酯类有机-无机杂化聚合物。

本发明所述的一种制备聚丙烯酸酯类有机-无机杂化聚合物的方法，其技术特征在于：

合成配方

        MMA（第一步反应）                              20.0g

        YDH-171（第一步反应）                          30.0～35.0g

        TEOS（第二步反应）                             120.0～130.0g

工艺条件

        引发剂     偶氮二异丁腈(AIBN)（第一步反应）    0.5g

                   盐酸溶液（1mol·L^-1）（第二步反应）  200ml

        溶剂       甲苯（第一步反应）                  200ml

                   四氢呋喃（THF）（第二步反应）       200ml

        温度       65℃（第一步反应）

                   25℃（第二步反应）

        环境       氮气保护（第一步反应）

                   氮气保护（第二步反应）

        反应时间   9～10h（第一步反应）

                   24～30h（第二步反应）

一种制备聚丙烯酸酯类有机-无机杂化聚合物的方法，其特征在于：具体步骤如下：

a）称取20.0g的MMA和30.0～35.0g的YDH-171，加入200ml的甲苯溶解，然后加入0.5g AIBN，混合后置于三口反应瓶中；

b）氮气保护下，在65℃下恒温搅拌反应9～10h后，将得到的溶液倒入烧杯中，用去离子水沉淀出淡黄色胶状物；

c）以甲苯为溶剂、去离子水为沉淀剂重沉淀，反复溶解、沉淀2次，得到纯净的共聚物；

d）将得到的共聚物溶解于200ml THF中，将120.0～130.0g的TEOS溶解于200ml盐酸溶液（1mol·L^-1）中，然后将两种溶液于25℃混合，并通入氮气保护，搅拌24～30h，过滤得到粗产物；

e）用去离子水反复洗涤4次后，再用石油醚反复洗涤4次，最后放入真空烘箱中于100℃下干燥24h，得到最终产物。

有益效果

本发明的有益效果是，提供了一种方法可行、易于实现的合成工艺，合成得到了一种聚丙烯酸酯类有机-无机杂化聚合物，这不但扩充了聚丙烯酸酯类有机-无机杂化聚合物的种类，而且为该类聚合物在更广泛领域中的应用打下基础。

附图说明

图1为聚合物的合成工艺流程图。

具体实施方式

为了合成得到聚丙烯酸酯类有机-无机杂化聚合物，本发明采取了如下的实施方式：

称取20.0g甲基丙烯酸甲酯MMA、30.0g的乙烯基三甲氧基硅烷YDH-171和0.5g偶氮二异丁腈AIBN，溶解于200ml的甲苯中，转入三口反应瓶中；通氮气，65℃下恒温搅拌，反应10h后将得到的溶液倒入烧杯中，用去离子水沉淀出淡黄色胶状物；以甲苯为溶剂、去离子水为沉淀剂重沉淀，反复溶解、沉淀2次得到的共聚物；将得到的共聚物和120.0g正硅酸乙酯于分别溶解于200ml四氢呋喃THF和200ml盐酸溶液（1mol·L^-1）中，通入氮气，搅拌30h，过滤得到白色沉淀粗产物；用去离子水反复洗涤4次后，再用石油醚反复洗涤4次，最后放入真空烘箱中于100℃下干燥24h，得到最终产物。

Claims (2)

1.一种聚丙烯酸酯类有机-无机杂化聚合物，其特征在于：原料配方：20.0g甲基丙烯酸甲酯MMA、30.0～35.0g乙烯基三甲氧基硅烷YDH-171和120.0～130.0g正硅酸乙酯TEOS；工艺条件：包含了两步反应：第一步为MMA与YDH-171发生加成共聚反应，反应引发剂为偶氮二异丁腈AIBN，溶剂为甲苯，温度为65℃，氮气保护下反应时间为9～10h；第二步为第一步的产物中的甲氧基和TEOS发生水解、缩聚反应，反应引发剂为盐酸溶液（1mol·L^-1），溶剂为四氢呋喃（THF），温度为25℃，氮气保护下反应时间为24～30h。

2.一种制备权利要求1的聚丙烯酸酯类有机-无机杂化聚合物的方法，其特征在于：具体步骤如下：

a）称取20.0g的MMA和30.0～35.0g的YDH-171，加入200ml的甲苯溶解，然后加入0.5g AIBN，混合后置于三口反应瓶中；

b）氮气保护下，在65℃下恒温搅拌反应9～10h后，将得到的溶液倒入烧杯中，用去离子水沉淀出淡黄色胶状物；

c）以甲苯为溶剂、去离子水为沉淀剂重沉淀，反复溶解、沉淀2次，得到纯净的共聚物；

d）将得到的共聚物溶解于200ml THF中，将120.0～130.0g的TEOS溶解于200ml盐酸溶液（1mol·L^-1）中，然后将两种溶液于25℃混合，并通入氮气保护，搅拌24～30h，过滤得到粗产物；

e）用去离子水反复洗涤4次后，再用石油醚反复洗涤4次，最后放入真空烘箱中于100℃下干燥24h，得到最终产物。

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