CN109306042A - 一种合成苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种合成苯乙烯‑异戊二烯嵌段共聚物的方法，所述合成苯乙烯‑异戊二烯嵌段共聚物的方法包括在己烷和丙烷溶剂存在下，使用烷基锂化合物催化苯乙烯和异戊二烯进行嵌段聚合反应。通过丙烷在聚合温度下的汽化潜热，减少苯乙烯‑异戊二烯嵌段共聚物异戊二烯嵌段的聚合放热，减少除热处理过程中的能源损耗，更有利于聚合反应温度的保持和聚合反应的进行。

Description

一种合成苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物的方法
技术领域
本发明涉及聚合物制备技术领域，特别涉及一种合成苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物的方法。
背景技术
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（简称SIS）是以苯乙烯、异戊二烯为单体合成的热塑性弹性体材料，力学性能优良，熔融粘度小，具有优良的粘着性能，常用于粘合剂、热熔压敏胶、涂料塑料改性、寒冷地区的沥青改性、嵌缝材料等方面，近年来发展迅速。
异戊二烯聚合是SIS合成的关键之一，由于异戊二烯的聚合反应热较高，当聚合反应达到高峰时，单位时间放热量很高，使反应器内温度剧烈升高，不利于聚合温度保持和聚合反应的进行。（合成树脂及塑料，1994,3（11）:62-70）
发明内容
本发明的目的在于提供一种合成苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物的方法，本发明使用己烷和丙烷溶剂，利用低沸点溶剂丙烷在聚合温度下的汽化潜热，减少异戊二烯嵌段聚合过程中的放热，降低除热处理过程中的能源损耗，更有利于反应温度的保持和聚合反应的进行。
一种合成苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物的方法，包括：
在无水无氧条件下，向装有搅拌器和温度控制系统的反应器中分段加入溶剂、催化剂和单体进行聚合反应，得到苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物；
优选的，所述单体为苯乙烯和异戊二烯，所述苯乙烯和异戊二烯的质量比为[10-50%]：[90-50%]，更优选的，所述苯乙烯和异戊二烯的质量比为[15-20%]：[85-80%]；
优选的，所述溶剂包括己烷和丙烷；
本发明提供了一种合成苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物的方法，包括：向装有搅拌器、温度控制系统的反应器中加入己烷、催化剂和占单体总质量7.5-10%的苯乙烯，控制反应温度为60-65℃，搅拌反应1.0小时，冷却至20-30℃；加入异戊二烯的丙烷溶液，控制反应温度为45-50℃，搅拌反应2小时；加入剩余的苯乙烯单体，控制反应温度60-65℃，搅拌反应1.5小时；加入1.2g2,6-二叔丁基对甲酚，将所得液体进行水蒸气蒸馏，得到聚合物沉淀，压碎并在100-120℃真空干燥器中干燥；
优选的，所述己烷与单体总量的质量比为 [8-0.01）:1，更优选的为[6-3]:1；
优选的，所述丙烷与异戊二烯的质量比为（0.01-7]：1；
优选的，所述烷基锂化合物包括正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂中的一种，所述烷基锂化合物占单体总量的质量分数为0.01-0.2%，更优选的，所述烷基锂化合物占单体总量的质量分数为0.025-0.104%。
本发明利用低沸点溶剂丙烷在聚合温度下的汽化潜热，减少异戊二烯嵌段聚合过程中的放热，降低除热处理过程中的能源损耗，更有利于反应温度的保持和聚合反应的进行。
具体实施方式
对比例：
在无水无氧氮气气氛条件下，向装有搅拌器、温度控制系统的1L反应器中，加入700ml己烷，加入0.7ml，1.0mol/l的正丁基锂，15ml苯乙烯，在搅拌下将反应器温度升至60℃，聚合1.0小时后，冷却至30℃，加入130ml异戊二烯，温度逐渐升高至50℃，聚合2小时，加入15ml苯乙烯，60℃下再聚合1.5小时，加入0.12g2,6-二叔丁基对甲酚，水蒸气蒸馏，压碎并在100-120℃真空干燥器中干燥。测得聚合物数均分子量为16.1×104，聚苯乙烯含量为23%。
实施例1
在无水无氧氮气气氛条件下，向装有搅拌器、温度控制系统的1L反应器中，加入700ml己烷，加入0.7ml正丁基锂，9ml苯乙烯，在搅拌下将反应器温度升至60℃，聚合1.0小时后，冷却至30℃，加入133.8 g异戊二烯丙烷溶液，温度逐渐升高至50℃，聚合2小时，加入9ml苯乙烯，60℃下再聚合1.5小时，加入0.12g2,6-二叔丁基对甲酚，水蒸气蒸馏，压碎并在100-120℃真空干燥器中干燥。测得聚合物数均分子量为14×104，聚苯乙烯含量为17%。
正丁基锂浓度为1.0mol/l，丙烷与异戊二烯质量比为0.6:1。
实施例2
在无水无氧氮气气氛条件下，向装有搅拌器、温度控制系统的1L反应器中，加入700ml己烷，加入0.7ml正丁基锂，15ml苯乙烯，在搅拌下将反应器温度升至60℃，聚合1.0小时后，冷却至30℃，加入133.8 g异戊二烯丙烷溶液，温度逐渐升高至50℃，聚合2小时，加入15ml苯乙烯，60℃下再聚合1.5小时，加入0.12g2,6-二叔丁基对甲酚，水蒸气蒸馏，压碎并在100-120℃真空干燥器中干燥。测得聚合物数均分子量为17×104，聚苯乙烯含量为21%。
正丁基锂浓度为1.0mol/l，丙烷与异戊二烯质量比为0.6:1。
实施例3
在无水无氧氮气气氛条件下，向装有搅拌器、温度控制系统的1L反应器中，加入700ml己烷，加入1.2ml正丁基锂，9ml苯乙烯，在搅拌下将反应器温度升至60℃，聚合1.0小时后，冷却至30℃，加入133.8g异戊二烯丙烷溶液，温度逐渐升高至50℃，聚合2小时，加入9ml苯乙烯，60℃下再聚合1.5小时，加入0.12g2,6-二叔丁基对甲酚，水蒸气蒸馏，压碎并在100-120℃真空干燥器中干燥。测得聚合物数均分子量为8.0×104，聚苯乙烯含量为16%。
正丁基锂浓度为1.0mol/l，丙烷与异戊二烯质量比为0.6:1。
实施例4
在无水无氧氮气气氛条件下，向装有搅拌器、温度控制系统的1L反应器中，加入700ml己烷，加入1.2ml正丁基锂，15ml苯乙烯，在搅拌下将反应器温度升至60℃，聚合1.0小时后，冷却至30℃，加入138.4g异戊二烯丙烷溶液，温度逐渐升高至50℃，聚合2小时，加入15ml苯乙烯，60℃下再聚合1.5小时，加入0.12g2,6-二叔丁基对甲酚，水蒸气蒸馏，压碎并在100-120℃真空干燥器中干燥。测得聚合物数均分子量为8.3×104，聚苯乙烯含量为22%。
正丁基锂浓度为1.0mol/l，丙烷与异戊二烯质量比为0.5:1。
实施例5
在无水无氧氮气气氛条件下，向装有搅拌器、温度控制系统的1L反应器中，加入700ml己烷，加入0.7ml正丁基锂，15ml苯乙烯，在搅拌下将反应器温度升至60℃，聚合1.0小时后，冷却至30℃，加入133g异戊二烯丙烷溶液，温度逐渐升高至50℃，聚合2小时，加入15ml苯乙烯，60℃下再聚合1.5小时，加入0.12g2,6-二叔丁基对甲酚，水蒸气蒸馏，压碎并在100-120℃真空干燥器中干燥。测得聚合物数均分子量为16×104，聚苯乙烯含量为23%。
正丁基锂浓度为1.0mol/l，丙烷与异戊二烯质量比为0.5:1。
实施例6
在无水无氧氮气气氛条件下，向装有搅拌器、温度控制系统的1L反应器中，加入700ml己烷，加入1.2ml正丁基锂，9ml苯乙烯，在搅拌下将反应器温度升至60℃，聚合1.0小时后，冷却至30℃，加入125g异戊二烯丙烷溶液，温度逐渐升高至50℃，聚合2小时，加入9ml苯乙烯，60℃下再聚合1.5小时，加入0.12g2,6-二叔丁基对甲酚，水蒸气蒸馏，压碎并在100-120℃真空干燥器中干燥。测得聚合物数均分子量为8.1×104，聚苯乙烯含量为15.7%。
正丁基锂浓度为1.0mol/l，丙烷与异戊二烯质量比为0.5:1。
实施例7
在无水无氧氮气气氛条件下，向装有搅拌器、温度控制系统的1L反应器中，加入600ml己烷，加入0.7ml正丁基锂，9ml苯乙烯，在搅拌下将反应器温度升至60℃，聚合1.0小时后，冷却至30℃，加入125 g异戊二烯丙烷溶液，温度逐渐升高至50℃，聚合2小时，加入9ml苯乙烯，60℃下再聚合1.5小时，加入0.12g2,6-二叔丁基对甲酚，水蒸气蒸馏，压碎并在100-120℃真空干燥器中干燥。测得聚合物数均分子量为14×104，聚苯乙烯含量为17%。
正丁基锂浓度为1.0mol/l，丙烷与异戊二烯质量比为0.5:1。
实施例8
在无水无氧氮气气氛条件下，向装有搅拌器、温度控制系统的1L反应器中，加入700ml己烷，加入1.2ml正丁基锂，15ml苯乙烯，在搅拌下将反应器温度升至60℃，聚合1.0小时后，冷却至30℃，加入133.8 g异戊二烯丙烷溶液，温度逐渐升高至50℃，聚合2小时，加入15ml苯乙烯，60℃下再聚合1.5小时，加入0.12g2,6-二叔丁基对甲酚，水蒸气蒸馏，压碎并在100-120℃真空干燥器中干燥。测得聚合物数均分子量为9×104，聚苯乙烯含量为24%。
正丁基锂浓度为1.0mol/l，丙烷与异戊二烯质量比为0.6:1。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种合成苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物的方法，其特征在于：在无水无氧条件下，向装有搅拌器、温度控制系统的反应器中加入己烷、催化剂和占单体总质量7.5-10%的苯乙烯，控制反应温度为60-65℃，搅拌反应1.0小时，冷却至20-30℃；液氮冷冻条件下，将丙烷接入异戊二烯单体中，溶剂与单体互溶，在低温条件下，形成异戊二烯的丙烷溶液；在苯乙烯的溶液中加入异戊二烯的丙烷溶液，控制反应温度为45-50℃，搅拌反应2小时；加入剩余的苯乙烯单体，控制反应温度60-65℃，搅拌反应1.5小时；加入2,6-二叔丁基对甲酚，将所得液体进行水蒸气蒸馏，得到聚合物沉淀，压碎并在100-120℃真空干燥器中干燥，得到苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物。
2.根据权利要求1所述一种合成苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物的方法，其特征在于：所述苯乙烯和异戊二烯的质量比为10-50%：90-50%。
3.根据权利要求1所述一种合成苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物的方法，其特征在于：所述苯乙烯和异戊二烯的质量比为15-20%：85-80%。
4.根据权利要求1所述一种合成苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物的方法，其特征在于：所述己烷与单体总量的质量比为 8-0.01:1，所述丙烷与异戊二烯的质量比为0.01-7：1。
5.根据权利要求1所述一种合成苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物的方法，其特征在于：所述丙烷与异戊二烯的质量比为6-3:1。
6.根据权利要求1所述一种合成苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物的方法，其特征在于：所述催化剂为烷基锂化合物，所述烷基锂化合物包括正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂中的一种。
7.根据权利要求1所述一种合成苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物的方法，其特征在于：所述烷基锂化合物占单体总量的质量分数为0.01-0.2%。
8.根据权利要求1所述一种合成苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物的方法，其特征在于：所述烷基锂化合物占单体总量的质量分数为0.025-0.104%。
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