CN1751071A - 聚(α-甲基苯乙烯)的制备方法 - Google Patents

聚(α-甲基苯乙烯)的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1751071A
CN1751071A CNA2004800048109A CN200480004810A CN1751071A CN 1751071 A CN1751071 A CN 1751071A CN A2004800048109 A CNA2004800048109 A CN A2004800048109A CN 200480004810 A CN200480004810 A CN 200480004810A CN 1751071 A CN1751071 A CN 1751071A
Authority
CN
China
Prior art keywords
preparation
solution
solvent
polar
alpha
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2004800048109A
Other languages
English (en)
Inventor
亚历克西娅·巴兰-隆若
马克·卡洛纳
弗兰克·茹斯
让-玛丽·卡塔拉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of CN1751071A publication Critical patent/CN1751071A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F12/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F12/02Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F12/04Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F12/06Hydrocarbons
    • C08F12/12Monomers containing a branched unsaturated aliphatic radical or a ring substituted by an alkyl radical
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F112/00Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F112/02Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F112/04Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F112/06Hydrocarbons
    • C08F112/12Monomers containing a branched unsaturated aliphatic radical or a ring substituted by an alkyl radical
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S526/00Synthetic resins or natural rubbers -- part of the class 520 series
    • Y10S526/912Reaction medium purification

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Polymerization Catalysts (AREA)

Abstract

本发明涉及α-甲基苯乙烯单体通过阴离子聚合反应制备聚(α-甲基苯乙烯)的方法。该方法依次包括以下步骤:a)包括α-甲基苯乙烯单体和非极性质子惰性溶剂的溶液制备步骤;b)步骤a)中制备的溶液的中和步骤,包括向该溶液中加入有效量的至少一种单官能团有机金属引发剂,用以中和步骤a)中制备的溶液的质子源;c)冷却步骤,将步骤b)中得到的溶液冷却到低于0℃;d)聚合反应引发步骤,包括向步骤c)中冷却的溶液中加入预定量的单官能团引发剂;e)聚合反应链增长步骤,包括向步骤d)中得到的溶液中加入极性质子惰性溶剂,其加入量少于非极性质子惰性溶剂的量;f)终止步骤,包括向步骤e)中制备的溶液中加入极性质子溶剂。

Description

聚(α-甲基苯乙烯)的制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于制备聚(α-甲基苯乙烯)的新方法。
聚(α-甲基苯乙烯)是一种具有广泛应用领域的热塑性聚合物,其尤其适用于制备惯性约束聚变试验材料的领域、制备沉积表面或可解聚心轴的领域。
背景技术
通常来说,聚(α-甲基苯乙烯)(在本说明书的后续部分称为PAMS)是由α-甲基苯乙烯单体通过阴离子聚合反应制备的。
一般而言,阴离子聚合反应相当于一种链聚合反应,在反应过程中单体在末端加到一个链上,表现为一个阴离子单元与一个阳离子单元的结合。这种聚合反应的区别特征是具有制备无副反应聚合物的可能性,在传统的自由基聚合反应中,经常可以观测到副反应的出现,即链转移反应(transfer)和终止反应,它们发生在传统的自由基聚合反应的(链)增长(de propagation)步骤的过程中。
1959年,作者Cormick等人在Journal of Polymer Science,Vol.XLI,p.327-331(1959)[1]中的“Molecular Weight Distribution ofAnionically Polymerized α-Methylstyrene”的文章中描述了一种通过阴离子聚合反应制备PAMS的方法,它包括如下的几个步骤:
-引发步骤,包括向一种包括α-甲基苯乙烯单体和四氢呋喃的溶液中加入一种萘基钠复合物类型的双官能团引发剂;
-(链)增长步骤,通过将由前一步骤得到的溶液冷却到温度低于0℃而实现;
-终止步骤,通过加入水和甲醇来实现。
然而,当采用这种制备方法时,暴露出这样一些缺点:所生成的聚合物具有高的多分散指数(可以达到1.5的范围)和相对低的摩尔质量。
作者Tsunashima等人在Bull.Inst.Chem.Res.,Kyoto Univ.,Vol.46,No.2,1968[2]中的“On the Anionic Preparation of Poly(α-methylstyrene)”的文章中提出了一种在四氢呋喃存在下α-甲基苯乙烯单体的阴离子聚合反应的方法,但是这时是在单官能团引发剂(也就是说具有一个单独的活性中心)存在的情况下,更确切的说是在丁基锂存在下进行反应的。在这种方法中,链增长步骤的速率相对于引发步骤而言是非常高的,其具有增加多分散指数的作用,到了在同时对于所有的聚合物链都不发生引发反应的程度。
根据一种完全不同的方法,作者Abe等人在Bulletin of theChemical Society of Japan,Vol.41,2330-2336(1968)[3]中的“DiluteSolution Properties of Monodisperse poly(α-methylstyrene)”的文章中提出了一种制备PAMS的方法,该方法用于在四氢呋喃溶剂中,在一种萘基钠复合物组成的特异性引发剂存在下,由α-甲基苯乙烯通过阴离子聚合反应来制备PAMS。这种方法得到的聚合物样品表现出摩尔质量不均一。为了得到更加均一的样品,上文提到的作者提出了将样品放入一被称作“Desreux column”的复杂装置中进行处理,从而将样品破碎成摩尔质量彼此相似的聚合物。
从上段叙述中可以看出,这种方法在聚合反应结束之后需要一个复杂的破碎步骤,并且正是这个原因导致这种方法很难转化为大规模的生产。
因此,用于制备聚(α-甲基苯乙烯)的方法的现有技术都表现出下述的一种或多种缺点:
-由于发生链增长步骤比发生引发步骤具有更高的反应速率,结果通常造成聚合物的链长度不均一,也就是说聚合物表现出大于1.1的多分散指数;
-在一些情况下,因为涉及到一个为了增加聚合物样品的均一性的破碎步骤,使得它们难以实施;
-它们不可能同时控制所得到的聚合物的多分散指数和摩尔质量。
本发明的目的是提供一种用于制备PAMS的方法,该方法使得在同时控制所述聚合物的多分散指数和摩尔质量的情况下得到一种PAMS成为可能,且该方法没有表现出在现有技术中所述的缺点。
本发明的目的是提供一种简单廉价的制备PAMS的方法。
发明内容
通过本发明可以实现本目的以及其它目的,本发明包括一种α-甲基苯乙烯单体通过阴离子聚合反应制备聚(α-甲基苯乙烯)聚合物的方法,所述方法包括下述的连续步骤:
a)溶液的制备步骤,该溶液含有α-甲基苯乙烯单体和一种非极性质子惰性溶剂;
b)在步骤a)中所制备的溶液的中和步骤,包括向该溶液中加入有效量的至少一种单官能团有机金属引发剂,从而中和在步骤a)中制备的溶液中的质子源;
c)冷却步骤,将在步骤b)中得到的溶液冷却到温度为0℃以下;
d)聚合反应的引发步骤,包括向在步骤c)中得到的冷却溶液中加入预定量的所述单官能团有机金属引发剂;
e)聚合反应的链增长步骤,包括向在步骤d)中得到的溶液中加入极性质子惰性溶剂,加入的所述极性质子惰性溶剂的量少于非极性质子惰性溶剂的量;
f)终止步骤,包括向在步骤e)中得到的溶液中加入一种极性质子溶剂。
因而,该方法包括溶液制备的第一步骤,该溶液包括α-甲基苯乙烯单体和一种非极性质子惰性溶剂。该制备步骤包括在室温下优选在搅拌条件下,将α-甲基苯乙烯单体加入到一种非极性质子惰性溶剂中,反之亦然。
优选地,在本步骤中所使用的非极性质子惰性溶剂是一种介电常数小于4的溶剂。
对应于该标准,特别优选的溶剂可以是包括6到10个碳原子的芳香烃,如甲苯或苯,或者是脂肪烃。
优选地,在本步骤中所使用的非极性质子惰性溶剂是甲苯。
本发明的方法还包括中和步骤b),该步骤的目的是除去在步骤a)中制备的溶液中存在的任何质子源。在本方法的描述中,该中和反应步骤包括向在步骤a)中制备的溶液中加入一种单官能团有机金属引发剂,也就是说由于存在一个单独的活性中心或反应官能团,一种分子能够在随后的引发步骤中由单体开始不断产生出阴离子。这种类型的引发剂也被称作单中心引发剂。在中和反应步骤中,上述引发剂的作用是除去存在于溶液中的质子。实际上,优选通过滴加的方式来加入用于中和在步骤a)中制备的溶液的单官能团引发剂,中和过程伴随着溶液的颜色改变,当中和反应结束时,所述颜色不再变化。中和步骤的反应过程可以通过测量加入的单官能团引发剂溶液的吸光度(UV吸收率)而得到监控,不断加入该引发剂,直到最终溶液的吸光度作为时间的函数基本上恒定为止。
优选地,中和步骤的反应过程使用一UV池(UV cell)监测。有利的是该UV池使得在加入单官能团引发剂过程中精确测量吸光度变化的监测以及当发现吸光度作为时间的函数基本上恒定后及时终止加入引发剂成为可能。优选地,制备步骤a)和中和步骤b)是在室温下进行的。
一旦中和反应步骤完成,本发明的方法还包括冷却步骤,将在步骤b)中得到的溶液冷却到温度低于或等于0℃。
优选地,冷却步骤包括将在步骤b)中得到的溶液冷却到温度范围为-50到-10℃,更优选的范围是-50到-25℃。
这样的温度范围是为了有利地稳定随后的引发步骤中所形成的负碳离子。
作为一种阴离子聚合反应的方法,本发明的方法还包括一个引发步骤,也就是说包括一个将单体(α-甲基苯乙烯)转化为一个阴离子活性中心的步骤。更确切地说,在本发明的描述中,该引发步骤包括向在步骤b)最终得到的溶液中加入上文中提到的预定量的单官能团有机金属引发剂(在中和步骤中所使用的),也就是说,用以产生活性单体的必要量的引发剂可以用于在聚合反应步骤中进行反应,从而得到一种具有给定摩尔质量的聚合物。
该步骤的新颖性在于它是在一种非极性质子惰性溶剂中进行的事实。
在引发步骤中,单体(α-甲基苯乙烯)通过与单官能团引发剂(以下用符号AB表示)根据下列的反应而被活化:
Figure A20048000481000101
在引发步骤是在非极性质子惰性溶剂中进行的情况下,由于溶剂的非离解力的作用,发现被活化的单体是以一对未离解的离子形式存在的。因此,在被活化的单体以离子对的形式存在的情况下,它不能与溶液中存在的其它被活化的单体反应,因而链增长步骤的反应不能被引发。
而且,使用单官能团有机金属引发剂可以得到这样的结果:即在链增长步骤中,聚合物链将只在一端增长,结果使形成的聚合物分子量具有低的离散度,进而具有低的多分散指数。
优选地,该单官能团有机金属引发剂是一种有机锂化合物。更确切地说,该有机锂化合物可以选自正丁基锂、仲丁基锂和叔丁基锂组成的组。
最后,本发明的方法的链增长步骤包括向在步骤c)中制备的溶液中加入一种极性质子惰性溶剂,加入的量少于非极性质子惰性溶剂的量。优选地,极性质子惰性溶剂的量少于溶剂总体积(非极性质子惰性溶剂+极性质子惰性溶剂)的10%。
因此,通过以少于非极性质子惰性溶剂的量加入一种极性非质子溶剂,这为离子对的离解提供了条件(这使得引发链增长反应成为可能)。同时要限制链增长反应速率,如果太快的话,将导致多分散指数的可观的增加,这不是所期望的目的。
确切地说,根据本发明,在前述和以下的描述中,术语“极性质子惰性溶剂”可以理解为是指一种优选表现出介电常数大于13的溶剂。
应该明了,这种溶剂与在上述制备步骤a)中所使用的非极性质子惰性溶剂必须是完全混溶的,而且必须能够在低温下,例如在温度范围为-25到-50℃下使用。
依照这些标准,特别优选的溶剂可以选自四氢呋喃和四氢吡喃组成的组。
该步骤的新颖性在于将一种极性质子惰性溶剂加入到由引发步骤得到的溶液中,该溶液只包括未离解的离子对。加入溶剂的同时,该离子对离解从而释放出被活化的单体,然后该单体可以彼此反应,以便形成适当的聚合物。因此该溶剂的加入成为链增长步骤的起始点,并且由于这个原因,聚合反应的链增长步骤实质上是从每一个被活化的单体开始起作用而同时开始进行的,因此在这个步骤结束时能够得到一种非常均一的聚合物样品,也就是说,由聚合物构成的样品表现出彼此非常相似的数均摩尔质量。
在现有技术中所描述的情况并非如此,甚至在引发步骤完成之前,链增长步骤就已经开始了。这造成的结果是产生了非均一样品,也就是说,由聚合物构成的样品表现出摩尔质量的高度变化,即很高的多分散指数。
优选地,制备步骤a)、中和步骤b)、引发步骤d)和链增长步骤e)是在惰性气体环境下进行的。
确切地说,术语“惰性气体”可以理解为是指一种由化学惰性元素构成的气体。该气体可以是氩气、氦气或氮气。
该方法还包括一终止步骤,包括向在步骤d)中所制备的溶液中加入一种极性质子溶剂,如一种无水醇(乙醇、己醇)。在形成PAMS的过程中,当单体完全消耗尽时该步骤出现了。链增长步骤的终点可以在本方法进行之前通过进行动力学研究来确定。这种动力学研究的目的在于监测以时间为函数的单体消耗,同时监测以产率为函数的所得到的摩尔质量的线性。应该明确,这种动力学研究是完全在本领域技术人员的理解范围内的。优选地,将在步骤f)中得到的溶液置于室温。
最后,本发明的方法,在终止步骤之后可以另外包括一分离聚(α-甲基苯乙烯)的步骤。例如,该分离步骤可以通过将在步骤f)中得到的反应混合物加入到甲醇中,然后将得到的聚(α-甲基苯乙烯)进行滤出和干燥而实现。
实际上,本发明的方法可以通过下面描述的方式来实现。
优选带有搅拌并在一种惰性气体的氛围下,将非极性质子惰性溶剂和α-甲基苯乙烯单体引入到一个体积为100到1500ml的特定的反应器中,该反应器优选连接到一个低温恒温器上,并连接到一个UV池上。所使用的溶剂优选在使用之前在一种惰性气体氛围中经蒸馏纯化,并且经脱水剂(如钠)处理。随后进行中和步骤,向前述的混合物中加入单官能团有机金属引发剂,优选在室温下进行。加入操作优选以非常缓慢的方式进行,例如滴加,同时UV池测定该溶液作为时间的函数的吸光度。一旦中和反应结束,就得到了非常浅的黄色溶液,同时该溶液的吸光度值作为时间的函数充分恒定。随后降低该混合物的温度,例如-50到-25℃,然后加入理论量的单官能团有机金属引发剂,加入的量对于获得所需要的数均摩尔质量,优选为高数均摩尔质量的聚合物是必须的。该混合物在前面设定的温度下可以搅拌1到8小时。引发步骤的完成也可以用一个UV池来检测,该步骤的结束表现为溶液的吸光度作为时间的函数充分恒定。
一旦引发步骤完成,即加入一定量的极性质子惰性溶剂,该极性质子惰性溶剂优选在使用前在例如氩气保护下经过蒸馏纯化,并经过脱水剂处理。所加入的极性质子惰性溶剂的体积少于非极性质子惰性溶剂的体积,该极性质子惰性溶剂优选占溶剂总体积(非极性质子惰性溶剂+极性质子惰性溶剂)的10%以下。该溶液变成红色。链增长步骤优选在搅拌下温度范围优选为-50到-25℃下进行一段时间,例如3到50小时,从而形成所期望的聚合物。最后,该聚合反应过程通过一加入一种极性质子溶剂,如一种无水醇(乙醇、己醇)的终止步骤而结束。随后优选将反应混合物恢复到室温,并将得到的聚合物经甲醇沉淀及随后的滤出、干燥而分离。
因而,根据本发明的用于制备PAMS的方法具有如下的优点:
-由于将引发步骤和链增长步骤分开,本方法使得这些步骤得到精确控制成为可能,这是由于在进行这些步骤时明智地使用了两类溶剂。
-由于对上述步骤的精确控制,本发明的方法使得同时控制目的聚合物的多分散指数和摩尔质量成为可能,并且使得获取呈现出低多分散指数(低于1.1)和高摩尔质量(用聚苯乙烯标准样相对校准,高于300,000g·mol-1)的聚合物成为可能。
-由于控制了在本方法中参与的各个步骤,从而使本方法成为一种完全可重复的方法。
-由于对所述步骤进行控制,一旦需要,可以进行重量超过200g的批量制备。
现在,将从下述具体实施例的角度出发对本发明进行描述,具体实施例通过举例说明的方法给出,但并不仅限于此。
具体实施方式
下面的实施例,举例说明了根据本发明的聚合物的制备过程。
在每一个实施例中,都测量了数均摩尔质量和多分散指数。
数均摩尔质量和多分散指数通过空间排阻色谱法测定。空间排阻色谱法是基于液相色谱法的原理。在这些实施例的叙述中,洗脱溶剂是指四氢呋喃,而色谱设备是包括四个串联排列的柱子并且装配了一个折射率检测器(Waters)。由聚苯乙烯标准样开始进行校准。
数均摩尔质量Mn是指所有的质量乘以数均分数加权的总和。
重均摩尔质量Mw是指所有的质量乘以一个系数wi加权的总和,其中wi代表各组分的重量分数(∑wi=1)。
多分散指数PI是指重均摩尔质量对数均摩尔质量的比率,它表征了质量围绕平均质量的离散度。
在这些实施例的每一个中,需要加入的用于该聚合反应链增长的引发剂的量n是由下述方法预先确定的。
考虑到期望制备一种具有数均摩尔质量为“理论Mn”的聚合物。经过前述的动力学研究之后,需要考虑聚合产率Y。
用于计算需要加入的引发剂的预定量的公式如下:
n=(m/理论Mn)×R
其中:
-n是指该预先确定的引发剂的量,以摩尔表示;
-m是指为了得到一种具有期望的理论Mn质量的聚合物所需要加入的单体的重量,以g表示;
-理论Mn是指所期望的聚合物的数均摩尔质量,以g·mol-1表示;
-R是指聚合反应的产率,利用前述的动力学研究求值。
实施例1
本实施例描述了数均摩尔质量为312,000g·mol-1且多分散指数约为1的聚(α-甲基苯乙烯)的制备方法。
将无水甲苯(55ml)和α-甲基苯乙烯(22g)在氩气存在下加入到一个特制的100ml的反应器中,将该反应器连接到一个装配有UV池的低温恒温器上。通过UV池的监测,在室温下通过滴加仲丁基锂来完成中和反应步骤。当中和反应结束时,反应介质呈浅黄色,且UV吸收率(吸光度)稳定。然后将反应介质置于-25℃。加入为获得目的聚合物所必须的预定量的仲丁基锂(7.3×10-5mol)。以定量收率为出发点来确定该预定量。
在该温度下搅拌4小时之后,加入极性质子惰性溶剂,无水四氢呋喃(10ml)。这时反应介质变成鲜红色。在-25℃下搅拌24小时之后,溶液变粘稠。在单体被完全消耗尽之后,通过使阴离子(活性)中心失活来终止该聚合反应,在低温下加入1ml的无水乙醇,并使该混合物恢复到室温。将该混合物缓慢加入到甲醇中。将得到的聚合物在约40℃、真空条件下进行滤出和干燥。得到20g的聚(α-甲基苯乙烯),即产率为91%。
数均摩尔质量(Mn)是以聚苯乙烯当量的形式表示的:
数均摩尔质量(Mn)(g·mol-1)=312,000;
多分散指数=1.06。
实施例2
本实施例描述了数均摩尔质量为336,000g·mol-1且多分散指数约为1的聚(α-甲基苯乙烯)的制备方法。
将无水甲苯(275ml)和α-甲基苯乙烯(110g)在氩气存在下加入到一个特制的700ml反应器中,将该反应器连接到一个装配有UV池的低温恒温器上。通过UV池的监测,在室温下通过滴加仲丁基锂来完成中和反应步骤。当中和反应结束时,反应介质呈浅黄色,且UV吸收率稳定。然后将反应介质置于-25℃。加入为获得目的聚合物所必须的理论量的仲丁基锂(3.2×10-4mol)。在该温度下搅拌8小时之后,加入极性质子惰性溶剂,无水四氢呋喃(50ml)。这时反应介质变成鲜红色。在-25℃下搅拌24小时之后,溶液变粘稠。当单体被完全消耗尽之后,通过使阴离子(活性中心)失活来终止该聚合反应,在低温下加入3ml的无水乙醇,并使该混合物恢复到室温。将该混合物缓慢加入到甲醇中。将得到的聚合物在约40℃、真空条件下进行滤出和干燥。得到102g的聚(α-甲基苯乙烯),即产率为93%。
数均摩尔质量(Mn)是以聚苯乙烯当量的形式表示的:
数均摩尔质量(Mn)(g·mol-1)=336,000;
多分散指数=1.05。
实施例3
本实施例描述了数均摩尔质量为330,000g·mol-1且多分散指数约为1的聚(α-甲基苯乙烯)的制备方法。
将无水甲苯(275ml)和α-甲基苯乙烯(110g)在氩气存在下加入到一个特制的700ml反应器中,该反应器连接到一个装配有UV池的低温恒温器上。通过UV池的监测,在室温下通过滴加仲丁基锂来完成中和反应步骤。当中和反应结束时,反应介质呈浅黄色,且UV吸收率稳定。然后将反应介质置于-25℃。加入为获得目的聚合物所必须的理论量的仲丁基锂(3.2×10-4mol)。在该温度下搅拌8小时之后,加入极性质子惰性溶剂,无水四氢呋喃(50ml)。这时反应介质变成鲜红色。在-25℃下搅拌24小时之后,溶液变粘稠。当单体被完全消耗尽之后,通过使阴离子(活性)中心失活来终止该聚合反应,在低温下加入3ml的无水乙醇,并使该混合物恢复到室温。将该混合物缓慢加入到甲醇中。将得到的聚合物在约40℃、真空条件下进行滤出和干燥。得到100g的聚(α-甲基苯乙烯),即产率为91%。
数均摩尔质量(Mn)是以聚苯乙烯当量的形式表示的:
数均摩尔质量(Mn)(g·mol-1)=330,000;
多分散指数=1.05。
实施例4
本实施例描述了数均摩尔质量为390,000g·mol-1且多分散指数约为1的聚(α-甲基苯乙烯)的制备方法。
将无水甲苯(550ml)和α-甲基苯乙烯单体(220g)在氩气存在下加入到一个特制的1500ml的反应器中,该反应器连接到一个装配有UV池的低温恒温器上。通过UV池的监测,在室温下,通过滴加仲丁基锂来完成中和步骤。当中和反应结束时,反应介质呈浅黄色且UV吸收率稳定。然后将该反应介质置于-25℃。加入为得到目的聚合物所必须的理论量的仲丁基锂(5.5×10-4mol)。在该温度下搅拌4小时之后,加入极性的质子惰性溶剂,无水四氢呋喃(100ml)。这时反应介质变成鲜红色。在-25℃下搅拌24小时之后,溶液变粘稠。当单体被完全消耗尽之后,通过使阴离子(活性)中心失活来终止该聚合反应,在低温下加入6ml的无水乙醇,并使该混合物恢复到室温。将该混合物缓慢加入到甲醇中。将得到的聚合物在约40℃、真空条件下进行滤出和干燥。得到190g的聚(α-甲基苯乙烯),即产率为90%。
数均摩尔质量(Mn)是以聚苯乙烯当量的形式表示的:
数均摩尔质量(Mn)(g·mol-1)=390,000;
多分散指数=1.05。

Claims (13)

1.一种用于α-甲基苯乙烯单体通过阴离子聚合反应制备聚(α-甲基苯乙烯)聚合物的方法,所述方法依次包括以下步骤:
a)溶液制备步骤,所述溶液含有α-甲基苯乙烯单体和一种非极性的质子惰性溶剂;
b)在步骤a)中制备的所述溶液的中和步骤,包括向所述溶液中加入有效量的至少一种单官能团有机金属引发剂,从而中和在步骤a)中制备的所述溶液的质子源;
c)冷却步骤,将在步骤b)中得到的所述溶液冷却到低于0℃的温度;
d)聚合反应的引发步骤,包括向在步骤c)中得到的所述冷却后的溶液中加入预定量的所述单官能团有机金属引发剂;
e)聚合反应的链增长步骤,包括向在步骤d)中得到的所述溶液中加入一种极性质子惰性溶剂,所述极性质子惰性溶剂的加入量少于所述非极性质子惰性溶剂的量;以及
f)终止步骤,包括向在步骤e)中得到的所述溶液中加入一种极性质子溶剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其中所述非极性质子惰性溶剂选自由包括6到10个碳原子的芳香烃和脂肪烃组成的组。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其中所述非极性质子惰性溶剂是甲苯。
4.根据权利要求1到3中任一权项所述的制备方法,其中所述单官能团有机金属引发剂是一种有机锂化合物。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其中所述有机锂化合物选自由正丁基锂、仲丁基锂和叔丁基锂组成的组。
6.根据权利要求1到5中任一权项所述的制备方法,其中所述中和步骤b)采用一UV池监测。
7.根据权利要求1到6中任一权项所述的制备方法,其中所述制备步骤a)和中和步骤b)是在室温下进行的。
8.根据权利要求1到7中任一权项所述的制备方法,其中所述冷却步骤包括将在步骤b)中得到的所述溶液冷却到-50到-10℃的温度范围内,优选冷却到-50到-25℃的范围内。
9.根据权利要求1到8中任一权项所述的制备方法,其中所述极性质子惰性溶剂选自由四氢呋喃和四氢吡喃组成的组。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其中所述极性质子惰性溶剂是四氢呋喃。
11.根据权利要求1到10中任一权项所述的制备方法,其中所述制备步骤a)、中和步骤b)、引发步骤d)和链增长步骤e)是在惰性气体环境中进行的。
12.根据权利要求1到11中任一权项所述的制备方法,在所述终止步骤f)之后,另外包括一分离所述聚(α-甲基苯乙烯)的步骤。
13.根据权利要求12所述的制备方法,其中所述分离聚(α-甲基苯乙烯)的步骤是通过将由步骤f)得到的所述反应混合物加入到甲醇中,随后通过将得到的所述聚(α-甲基苯乙烯)滤出,并干燥而实现的。
CNA2004800048109A 2003-03-31 2004-03-29 聚(α-甲基苯乙烯)的制备方法 Pending CN1751071A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0350081A FR2852960B1 (fr) 2003-03-31 2003-03-31 Procede de preparation de poly(alpha-methylstyrene);
FR03/50081 2003-03-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1751071A true CN1751071A (zh) 2006-03-22

Family

ID=32947404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2004800048109A Pending CN1751071A (zh) 2003-03-31 2004-03-29 聚(α-甲基苯乙烯)的制备方法

Country Status (12)

Country Link
US (1) US7179870B2 (zh)
EP (1) EP1611172B1 (zh)
JP (1) JP4433318B2 (zh)
KR (1) KR20060006901A (zh)
CN (1) CN1751071A (zh)
AT (1) ATE361326T1 (zh)
CA (1) CA2515041A1 (zh)
DE (1) DE602004006245T2 (zh)
ES (1) ES2287717T3 (zh)
FR (1) FR2852960B1 (zh)
RU (1) RU2005133424A (zh)
WO (1) WO2004090001A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107879871A (zh) * 2017-11-28 2018-04-06 无锡市佳盛高新改性材料有限公司 α‑甲基苯乙烯环二聚体的制备方法
CN115260348A (zh) * 2022-09-30 2022-11-01 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种高分子量且窄分布phs树脂及其制备方法与应用

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103038204B (zh) 2010-05-31 2015-03-04 株式会社普利司通 含羟基的甲基苯乙烯和引入其的聚合物
JP6461667B2 (ja) * 2015-03-25 2019-01-30 富士フイルム株式会社 重合体の製造方法
FR3045615A1 (fr) 2015-12-21 2017-06-23 Michelin & Cie Procede de synthese d'un elastomere thermoplastique comprenant au moins un bloc poly(alpha-methylstyrene)
JP6618594B2 (ja) * 2018-10-09 2019-12-11 富士フイルム株式会社 重合体の製造方法
FR3134812B1 (fr) 2022-04-21 2024-03-22 Michelin & Cie Matrice élastomère comprenant un élastomère thermoplastique

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL238180A (zh) * 1958-04-16
US3069405A (en) * 1958-08-20 1962-12-18 Dow Chemical Co Process for making polymeric alpha-methyl styrene having a narrow molecular weight distribution
DE1193676B (de) * 1963-07-20 1965-05-26 Ruetgerswerke Und Teerverwertu Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten oder Mischpolymerisaten von alpha-Methylstyrol oder seinen kernsubstituierten Derivaten
US4748222A (en) * 1986-03-31 1988-05-31 The Dow Chemical Company Preparation of highly pure alpha-methylstyrene polymer
US4883846A (en) * 1987-04-20 1989-11-28 The Dow Chemical Company Anionic polymerization of purified monovinylidene aromatic monomer feed stock

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107879871A (zh) * 2017-11-28 2018-04-06 无锡市佳盛高新改性材料有限公司 α‑甲基苯乙烯环二聚体的制备方法
CN115260348A (zh) * 2022-09-30 2022-11-01 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种高分子量且窄分布phs树脂及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CA2515041A1 (fr) 2004-10-21
US7179870B2 (en) 2007-02-20
EP1611172B1 (fr) 2007-05-02
KR20060006901A (ko) 2006-01-20
US20060252896A1 (en) 2006-11-09
FR2852960B1 (fr) 2006-06-23
JP2006522195A (ja) 2006-09-28
ES2287717T3 (es) 2007-12-16
ATE361326T1 (de) 2007-05-15
WO2004090001A1 (fr) 2004-10-21
DE602004006245T2 (de) 2007-12-27
EP1611172A1 (fr) 2006-01-04
DE602004006245D1 (de) 2007-06-14
JP4433318B2 (ja) 2010-03-17
FR2852960A1 (fr) 2004-10-01
RU2005133424A (ru) 2006-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9834619B2 (en) Modified conjugated diene-based polymer, modified rubber composition containing same, and method for preparing modified conjugated diene-based polymer
CN1089957A (zh) 用共轭二烯和甲基丙烯酸甲酯制备高耐热性热塑性弹性体嵌段共聚物的方法及所得的产品
JP2005534771A (ja) フッ素化ポリマー
EP3103820A1 (en) Novel anionic polymerization initiator and method for preparing conjugated diene-based polymer using same
JP2005509066A (ja) 線状のブロック共重合体及びその製造方法
CN103788273A (zh) 稀土催化体系星形支化聚异戊二烯及其制备方法
US20060270815A1 (en) Polymerization of diisopropenylbenzene
CN1751071A (zh) 聚(α-甲基苯乙烯)的制备方法
CN106832083B (zh) 含氟间规聚苯乙烯及其制备方法
CN108948243B (zh) 一种高分子量窄分布的聚甲基丙烯酸甲酯的制备方法
CN1745116A (zh) 共轭二烯嵌段(共)聚合物及其制备方法
EP3431518A1 (en) Functional polymer of styrene derivative, and anionic polymerization preparation therefor
Ma et al. Regulation of cis and trans microstructures of isoprene units in alternating copolymers via “space-limited” living species in anionic polymerization
Ma et al. Investigation of the features of alternating copolymerization of 1, 1-bis (4-dimethylsilylphenyl) ethylene and isoprene modified with additive
JP4727801B2 (ja) アルケニルフェノール系星型ブロック共重合体、およびその製造方法
Ohata et al. Preparation and characterization of telechelic poly (methyl methacrylate). 1. Anionic polymerization with an initiator derived from 4-[2-(tert-butyldimethylsiloxy) ethyl]-. alpha.-methylstyrene
US6800689B2 (en) Process for producing polymer rubber and oil extended polymer rubber
CN115353586A (zh) 一种线性共聚物的制备方法
US4104455A (en) Polymerization of monomer
Komiyama et al. Polymerization of coordinated monomers. X. Kinetic study of alternating copolymerization of methyl methacrylate and styrene with stannic chloride in dichloroethane
CN102174136A (zh) 一种环形聚合物及其制备方法
KR0124953B1 (ko) 표면에 관능기가 있는 분산 고분자의 제조 방법
CN104672359B (zh) 一种乙烯基极性单体实施阴离子加成聚合的方法
Ihara et al. Polymerization of methyl methacrylate initiated with organomanganate reagents
JPH1180220A (ja) 共役ジエン系重合体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication