CN116262803B - 马来酸酐-异丁烯共聚物微球及其制备方法与应用 - Google Patents
马来酸酐-异丁烯共聚物微球及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116262803B CN116262803B CN202111522526.2A CN202111522526A CN116262803B CN 116262803 B CN116262803 B CN 116262803B CN 202111522526 A CN202111522526 A CN 202111522526A CN 116262803 B CN116262803 B CN 116262803B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- maleic anhydride
- copolymer
- isobutylene
- amount
- isobutene
- 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.)
- Active
Links
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 title claims abstract description 129
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 title claims abstract description 93
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical compound CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 22
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 15
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001451 organic peroxides Chemical group 0.000 claims description 4
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N Lauroyl peroxide Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OOC(=O)CCCCCCCCCCC YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 claims description 2
- BLCKNMAZFRMCJJ-UHFFFAOYSA-N cyclohexyl cyclohexyloxycarbonyloxy carbonate Chemical compound C1CCCCC1OC(=O)OOC(=O)OC1CCCCC1 BLCKNMAZFRMCJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N di-tert-butyl peroxide Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)C LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 2
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BWJUFXUULUEGMA-UHFFFAOYSA-N propan-2-yl propan-2-yloxycarbonyloxy carbonate Chemical compound CC(C)OC(=O)OOC(=O)OC(C)C BWJUFXUULUEGMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 32
- 230000005012 migration Effects 0.000 abstract description 4
- 238000013508 migration Methods 0.000 abstract description 4
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 21
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000007810 chemical reaction solvent Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 2
- MLFHJEHSLIIPHL-UHFFFAOYSA-N isoamyl acetate Chemical compound CC(C)CCOC(C)=O MLFHJEHSLIIPHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 2
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- JDPQWHLMBJZURR-UHFFFAOYSA-N decan-5-one Chemical group CCCCCC(=O)CCCC JDPQWHLMBJZURR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000003759 ester based solvent Substances 0.000 description 1
- RPOCFUQMSVZQLH-UHFFFAOYSA-N furan-2,5-dione;2-methylprop-1-ene Chemical group CC(C)=C.O=C1OC(=O)C=C1 RPOCFUQMSVZQLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229940117955 isoamyl acetate Drugs 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- ZAJNGDIORYACQU-UHFFFAOYSA-N methyl n-octyl ketone Natural products CCCCCCCCC(C)=O ZAJNGDIORYACQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- RKISUIUJZGSLEV-UHFFFAOYSA-N n-[2-(octadecanoylamino)ethyl]octadecanamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)NCCNC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC RKISUIUJZGSLEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- XNLICIUVMPYHGG-UHFFFAOYSA-N pentan-2-one Chemical group CCCC(C)=O XNLICIUVMPYHGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000012673 precipitation polymerization Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- GJBRNHKUVLOCEB-UHFFFAOYSA-N tert-butyl benzenecarboperoxoate Chemical compound CC(C)(C)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 GJBRNHKUVLOCEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F222/00—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 a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
- C08F222/04—Anhydrides, e.g. cyclic anhydrides
- C08F222/06—Maleic anhydride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/06—Polyethene
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)
Abstract
本发明涉及高分子领域，公开一种马来酸酐‑异丁烯共聚物微球及其制备方法与应用。方法为在保护气氛中将聚合单体、引发剂溶解于介质得到混合溶液并将其进行聚合反应，得到共聚物乳状悬浮液经分离得到马来酸酐‑异丁烯共聚物微球；聚合单体为马来酸酐和异丁烯；基于聚合单体的总重量，马来酸酐用量50‑90wt％，异丁烯用量10‑50wt％；反应介质为式(1)所示化合物与烷烃的混合物；其中，R1和R2各自独立地为碳原子数1到6的烷基。以特定的反应介质与特定用量的单体配合，制备的共聚物微球粒径均一、洁净无异味。该聚合物微球作为分散剂在聚乙烯中具有不迁移、不析出的效果。
Description
技术领域
本发明涉及高分子聚合物领域，具体地，涉及一种马来酸酐-异丁烯共聚物微球及其制备方法与应用。
背景技术
异丁烯与马来酸酐的共聚物是一种兼具亲水性和亲油性的有较好的热稳定性的两亲性聚合物，常用作分散剂。传统的马来酸酐异丁烯的聚合物一般在脂肪烃、二甲基甲酰胺或是酯类溶剂制备得到。
现有技术中，传统的马来酸酐共聚物，都用到一些反应溶剂及后处理溶剂，制备过程较为复杂且很多溶剂环保型较差，一般很难得到微球状材料。此类马来酸酐类微球材料的制备还可以采用乙酸异戊酯等酯类溶剂，但是由于聚合物与酯类溶剂特殊的相互作用，以及酯类溶剂的特殊气味，导致材料即使含少量残留酯类溶剂也会带有气味，气味的存在限制了此类材料的应用场合，且传统的有机小分子分散剂容易迁出，导致分散稳定性较差。
因此，开发一种马来酸酐共聚物的合理简单的制备工艺有利于此种聚合物的推广应用。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的存在工艺流程较长，因微球聚合物脱除反应溶剂困难存在特殊气味导致应用范围受限以及分散稳定性差的问题，提供一种马来酸酐-异丁烯共聚物微球及其制备方法与应用，该马来酸酐-共聚物微球表面洁净，粒径均一，在制备过程中不使用乳化剂等污染性助剂，显著降低制备过程造成的环境污染，且无酯类溶剂的特殊气味，不需要对聚合物进行洗涤和纯化，制备流程环保经济、能耗低。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种马来酸酐-异丁烯共聚物微球的制备方法，其特征在于，所述方法包括：在保护气氛中，将聚合单体、引发剂溶解于反应介质中得到混合溶液并将其进行聚合反应，得到的共聚物乳状悬浮液经分离得到所述马来酸酐-异丁烯共聚物微球；
其中，所述聚合单体为马来酸酐和异丁烯；以所述聚合单体的总重量为基准，所述马来酸酐的用量为50-90wt％，所述异丁烯的用量为10-50wt％；
所述反应介质为式(1)所示的化合物与烷烃的混合物；
其中，R1和R2各自独立地为碳原子数1到6的烷基。
本发明第二方面提供一种马来酸酐-异丁烯共聚物微球，其特征在于，所述马来酸酐-异丁烯共聚物微球由上述方法制得。
本发明第三方面提供上述马来酸酐-异丁烯共聚物微球的制备方法和/或马来酸酐-异丁烯共聚物微球作为分散剂在聚乙烯中的应用。
通过上述技术方案，本发明提供的马来酸酐-异丁烯共聚物微球及其制备方法与应用获得以下有益的效果：
本发明所提供的马来酸酐-异丁烯共聚物微球通过选择特定的反应介质，将其与特定用量的单体相配合，能够使得聚合反应后形成稳定均一的聚合物微球，且由于对溶剂的改进，并未使用传统的酯类溶剂，得到的共聚物微球无特殊气味，应用范围广，且相比于传统的有机小分子分散剂，马来酸酐异丁烯聚合物分散剂具有不迁移不析出的优良特点。
附图说明
图1是实施例1的马来酸酐-异丁烯共聚物微球的扫描电镜图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供一种马来酸酐-异丁烯共聚物微球的制备方法，其特征在于，所述方法包括：在保护气氛中，将聚合单体、引发剂溶解于反应介质中得到混合溶液并将其进行聚合反应，得到的共聚物乳状悬浮液经分离得到所述马来酸酐-异丁烯共聚物微球；
其中，所述聚合单体为马来酸酐和异丁烯；以所述聚合单体的总重量为基准，所述马来酸酐的用量为50-90wt％，所述异丁烯的用量为10-50wt％；
所述反应介质为式(1)所示的化合物与烷烃的混合物；
其中，R1和R2各自独立地为碳原子数1到6的烷基。
本发明中，采用共聚的方式，将马来酸酐单体与共聚单体异丁烯以特定的配比进行共聚，使得制备的马来酸酐-异丁烯共聚物呈均匀的微球状，且所述共聚物微球颗粒均匀分散，相较于小分子分散剂具有更稳定的分散性能。
根据本发明，以所述聚合单体的总重量为基准，所述马来酸酐的用量为50-60wt％，所述异丁烯的用量为40-50wt％。
本发明中，当马来酸酐和异丁烯的用量满足上述范围时，获得的马来酸酐-异丁烯共聚物微球表面洁净，粒径均匀，且作为分散剂时具有更稳定的分散性，不迁移不析出。
根据本发明，以所述混合溶液的总重量为基准，所述聚合单体的总质量浓度为5-25wt％，所述引发剂的质量浓度为0.01-1wt％。
进一步地，以所述混合溶液的总重量为基准，所述聚合单体的总质量浓度为5-20wt％，所述引发剂的质量浓度为0.1-0.5wt％。
根据本发明，所述引发剂为有机过氧化物和/或偶氮化合物。
进一步地，所述有机过氧化物选自过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二特丁基、过氧化十二酰、过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化二碳酸二异丙基酯和过氧化二碳酸二环己酯中的至少一种。
更进一步地，所述偶氮化合物选自偶氮二异丁腈和/或偶氮二异庚腈。
根据本发明，式(1)中，R1和R2各自独立地为碳原子数1到4的烷基，优选为甲基。
根据本发明，所述烷烃为碳原子数为6到12的烷烃。
本发明中，选用式(1)所示的化合物与烷烃的混合物作为反应介质，能够与本发明所述的特定用量的马来酸酐和共聚单体相互配合使用，所获得的聚合物微球表面洁净无异味，相较于酯类溶剂，所制备的共聚物微球作为分散剂时应用范围更广。
进一步地，所述烷烃选自己烷、庚烷和辛烷中的至少一种。
更进一步地，所述烷烃为己烷。
根据本发明，以反应介质的总体积为基准，所述烷烃的用量为35-70vol％，优选为40-55vol％。
根据本发明，所述聚合反应在惰性气氛中进行，所述惰性气氛没有特别的限定，可以由现有技术中常规的惰性气体提供，例如氮气。
根据本发明，所述聚合反应的条件包括：聚合温度为61-100℃，优选为70-90℃；聚合时间为1-24h，优选为2-12h。
本发明中，采用水浴和/或油浴用以提供本发明聚合所需要的热量。
本发明中，所述分离可以为本领域中常规的固液分离方式，例如离心分离。
本发明中，采用离心分离时，离心的转速为1500-5000rad/min，离心时间为5-60min。
本发明第二方面提供一种马来酸酐-异丁烯共聚物微球，其特征在于，所述马来酸酐-异丁烯共聚物微球由上述方法制得。
根据本发明，所述马来酸酐-异丁烯共聚物微球中的共聚物包含来自马来酸酐的结构单元A和来自异丁烯的结构单元B。
根据本发明，以共聚物中各结构单元的总摩尔量为基准，所述结构单元A的摩尔含量为47-54mol％，所述结构单元B的摩尔含量为46-53mol％。
本发明中，当马来酸酐-异丁烯共聚物微球中，共聚物包含上述特定摩尔含量的结构单元时，能够使得马来酸酐-异丁烯共聚物具有良好均匀度的微球，能够使得所述微球分散性更好，综合性能更高。
进一步地，所述结构单元A的摩尔含量为49-54mol％，所述结构单元B的摩尔含量为46-51mol％。
本发明中，共聚物中各结构单元的摩尔含量采用1H NMR进行测试，具体地，通过1HNMR中对应结构单元中的特征氢对应峰面积的比例计算得到。
根据本发明，所述马来酸酐-异丁烯共聚物微球的平均粒径为500-1300nm，优选为600-1200nm。
本发明中，共聚物微球的平均粒径采用扫描电镜测量方法测得。
根据本发明，所述马来酸酐-异丁烯共聚物微球中的共聚物的数均分子量为10,000-35,000，优选为10,000-25,000。
本发明第三方面提供上述马来酸酐-异丁烯共聚物微球的制备方法和/或马来酸酐-异丁烯共聚物微球作为分散剂在聚乙烯中的应用。
本发明中，利用上述方法制备的到的马来酸酐-异丁烯共聚物微球粒径均一，利用特定的溶剂及配比，相较于酯类溶剂，制备得到的共聚物微球更加洁净且无气味，当作为分散剂时应用范围更广，且不迁移不析出，具有较强的稳定性。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，按照下式对聚合收率(Cp)进行计算
Cp＝Mp×100％/Mm
其中，Mp为所得聚合物的质量；Mm为所加单体的总质量；
聚乙烯复合物的拉伸强度通过GB/T 1040—2006进行测试；
物质迁出量样品经过溶剂洗涤后通过液相色谱测得；
共聚物微球的形态采用扫描电子显微SEM进行观察与测量；
共聚物微球的平均粒径采用扫描电子显微SEM测得；
共聚物中各结构单元的含量采用1H NMR进行测得；
共聚物的分子量通过凝胶渗透色谱(GPC)进行测得；
实施例以及对比例所用原料均为市售品。
实施例1
100g顺丁烯二酸酐、2g偶氮二异庚腈、75g异丁烯、350ml丙酮和650ml己烷加入3L反应釜中，物料混合均匀后，升温至50℃，反应5h，反应完成后将得到的聚合物乳状悬浮液通过离心机以2000rad/min的转速离心分离20分钟，得到马来酸酐-异丁烯共聚物微球1A159g，对应共聚物的收率90.9％。马来酸酐-异丁烯共聚物微球1A的尺寸为1300nm。其中，顺丁烯二酸酐的用量为57.1wt％；异丁烯的用量为42.9wt％；反应介质中，己烷的用量为65vol％。
将马来酸酐-异丁烯共聚物微球1A进行1H NMR测定，测得基于共聚物中各结构单元的总摩尔量，来源于马来酸酐的结构单元A的摩尔含量为49mol％，来源于异丁烯的结构单元B的摩尔含量为51mol％。聚合物的分子量为35,000g/mol。
图1是马来酸酐-异丁烯共聚物微球1A的SEM图，从图1可以看出，实施例1所制得的马来酸酐-异丁烯共聚物颗粒呈球状的聚合物颗粒。
实施例2
50g顺丁烯二酸酐、2g偶氮二异庚腈、39g异丁烯、350ml丙酮和650ml己烷加入3L反应釜中，物料混合均匀后，升温至50℃，反应5h，反应完成后将得到的聚合物乳状悬浮液通过离心机以2000rad/min的转速离心分离20分钟，得到马来酸酐-异丁烯共聚物微球2A67.3g，对应共聚物收率75.6％。马来酸酐-异丁烯共聚物微球2A的尺寸为900nm。其中，顺丁烯二酸酐的用量为56.2wt％；异丁烯的用量为43.8wt％；反应介质中，己烷的用量为65vol％。
将马来酸酐-异丁烯共聚物微球2A进行1H NMR测定，测得基于共聚物中各结构单元的总摩尔量，来源于马来酸酐的结构单元A的摩尔含量为50mol％，来源于异丁烯的结构单元B的摩尔含量为50mol％。聚合物的分子量为15,000g/mol。
实施例3
25g顺丁烯二酸酐、2g偶氮二异庚腈、19g异丁烯、350ml丙酮和650ml庚烷加入3L反应釜中，物料混合均匀后，升温至50℃，反应5h，反应完成后将得到的聚合物乳状悬浮液通过离心机以2000rad/min的转速离心分离20分钟，得到马来酸酐-异丁烯共聚物微球3A33g，对应共聚物收率75％。马来酸酐-异丁烯共聚物微球3A的尺寸为500nm。其中，顺丁烯二酸酐的用量为56.8wt％；异丁烯的用量为43.2wt％；反应介质中，己烷的用量为65vol％。
将马来酸酐-异丁烯共聚物微球3A进行1H NMR测定，测得基于共聚物中各结构单元的总摩尔量，来源于马来酸酐的结构单元A的摩尔含量为52mol％，来源于异丁烯的结构单元B的摩尔含量为48mol％。聚合物的分子量为10,000g/mol。
实施例4
50g顺丁烯二酸酐、2g偶氮二异庚腈、35g异丁烯、500ml丙酮和500ml己烷加入3L反应釜中，物料混合均匀后，升温至50℃，反应5h，反应完成后将得到的聚合物乳状悬浮液通过离心机以2000rad/min的转速离心分离20分钟，得到马来酸酐-异丁烯共聚物微球4A70.2g，对应聚合物收率82.6％。马来酸酐-异丁烯共聚物微球4A的尺寸为1000nm。其中，顺丁烯二酸酐的用量为58.8wt％；异丁烯的用量为41.2wt％；反应介质中，己烷的用量为50vol％。
将马来酸酐-异丁烯共聚物微球4A进行1H NMR测定，测得基于共聚物中各结构单元的总摩尔量，来源于马来酸酐的结构单元A的摩尔含量为54mol％，来源于异丁烯的结构单元B的摩尔含量为46mol％。聚合物的分子量为20,000g/mol。
实施例5
50g顺丁烯二酸酐、2g偶氮二异庚腈、35g异丁烯、700ml丙酮和300ml庚烷加入3L反应釜中，物料混合均匀后，升温至50℃，反应5h，反应完成后将得到的聚合物乳状悬浮液通过离心机以2000rad/min的转速离心分离20分钟，得到马来酸酐-异丁烯共聚物微球5A68.8g，对应共聚物收率80.9％。马来酸酐-异丁烯共聚物微球5A的尺寸为960nm。其中，顺丁烯二酸酐的用量为58.8wt％；异丁烯的用量为41.2wt％；反应介质中，己烷的用量为30vol％。
将马来酸酐-异丁烯共聚物微球5A进行1H NMR测定，测得基于共聚物中各结构单元的总摩尔量，来源于马来酸酐的结构单元A的摩尔含量为53mol％，来源于异丁烯的结构单元B的摩尔含量为47mol％。聚合物的分子量为25,000g/mol。
实施例6
按照实施例1的方法，不同的是将丙酮替换为戊酮。得到马来酸酐-异丁烯共聚物微球6A 70.5g，对应共聚物收率82.4％。马来酸酐-异丁烯共聚物微球6A的尺寸为1050nm。
将得到的马来酸酐-异丁烯共聚物微球6A进行1H NMR测定，测得基于共聚物中各结构单元的总摩尔量，来源于马来酸酐的结构单元A的摩尔含量为48mol％，来源于异丁烯的结构单元B的摩尔含量为52mol％。聚合物分子量为22,000g/mol。
实施例7
按照实施例1的方法，不同的是顺丁烯二酸酐用量为70g，异丁烯用量为30g、得到马来酸酐-异丁烯共聚物微球7A 66g，对应共聚物收率77.4％。马来酸酐-异丁烯共聚物微球7A的尺寸为900nm。
将得到的马来酸酐-异丁烯共聚物微球7A进行1H NMR测定，测得基于共聚结构单元的总摩尔量，来源于马来酸酐的结构单元A的摩尔含量为49mol％，来源于异丁烯的结构单元B的摩尔含量为51mol％。聚合物分子量为20,000g/mol。
实施例8
按照实施例1的方法，不同的是丙酮用量为750mL，庚烷用量为250mL。得到马来酸酐-异丁烯共聚物微球8A 64g，对应共聚物收率75.3％。马来酸酐-异丁烯共聚物微球8A的尺寸为880nm。聚合物分子量为18,000g/mol。
将得到的马来酸酐-异丁烯共聚物微球8A进行1H NMR测定，测得基于共聚物中各结构单元的总摩尔量，来源于马来酸酐的结构单元A的摩尔含量为46mol％，来源于异丁烯的结构单元B的摩尔含量为54mol％。
对比例1
按照实施例1的方法，不同的是：反应介质中不含有己烷，丙酮为1000mL。反应完成后得到的是透明的溶液，得不到微球状共聚物材料。
对比例2
按照实施例1的方法，不同的是：反应介质中不含有丙酮，己烷为1000mL。反应完成后得到的是块状物质2D而非悬浊液，得不到微球状共聚物材料。其中，顺丁烯二酸酐的用量为57.1wt％；异丁烯的用量为42.9wt％；反应介质中，己烷的用量为100vol％。
将得到的马来酸酐-异丁烯共聚物微球2D进行1H NMR测定，测得基于共聚物中各结构单元的总摩尔量，来源于马来酸酐的结构单元A的摩尔含量为51mol％，来源于异丁烯的结构单元B的摩尔含量为49mol％。
对比例3
按照实施例1的方法，不同的是：顺丁烯二酸酐用量为200g、偶氮二异庚腈2g、异丁烯300g、丙酮500ml和庚烷500ml加入3L反应釜中进行反应。反应完成后得到凝固的固体物质3D。其中，顺丁烯二酸酐的用量为40wt％；异丁烯的用量为60wt％；反应介质中，己烷的用量为50vol％。
将得到的马来酸酐-异丁烯共聚物微球3D进行1H NMR测定，测得基于共聚物中各结构单元的总摩尔量，来源于马来酸酐的结构单元A的摩尔含量为49mol％，来源于异丁烯的结构单元B的摩尔含量为51mol％。
对比例4
按照实施例1的方法，不同的是将丙酮替换为癸酮。得到凝固的马来酸酐-异丁烯共聚物4D。其中，顺丁烯二酸酐的用量为58.8wt％；异丁烯的用量为41.2wt％；反应介质中，己烷的用量为30vol％。
将得到的马来酸酐-异丁烯共聚物微球4D进行1H NMR测定，测得基于共聚物中各结构单元的总摩尔量，来源于马来酸酐的结构单元A的摩尔含量为50mol％，来源于异丁烯的结构单元B的摩尔含量为50mol％。
对比例5
按照实施例1的方法，不同的是顺丁烯二酸酐用量为84g，异丁烯用量为91g。得到马来酸酐-异丁烯共聚物5D 130g，聚合物收率为74.3％。其中，顺丁烯二酸酐的用量为48wt％；异丁烯的用量为52wt％；反应介质中，己烷的用量为30vol％。
将得到的马来酸酐-异丁烯共聚物微球5D进行1H NMR测定，测得基于共聚物中各结构单元的总摩尔量，来源于马来酸酐的结构单元A的摩尔含量为49mol％，来源于异丁烯的结构单元B的摩尔含量为51mol％。
表1
表2
| 对比例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 顺丁烯二酸酐用量/wt％ | 57.1 | 57.1 | 40 | 58.8 | 47.9 |
| 异丁烯用量/wt％ | 42.9 | 42.9 | 60 | 41.2 | 52.1 |
| 引发剂/wt％ | 0.18 | 0.18 | 0.13 | 0.18 | 0.13 |
| 己烷用量/vol％/ | 0 | 100 | 50 | 30 | 30 |
| 酮种类 | 丙酮 | 丙酮 | 丙酮 | 癸酮 | 丙酮 |
| A的摩尔含量/mol％ | 48 | 51 | 49 | 50 | 49 |
| B的摩尔含量/mol％ | 52 | 49 | 51 | 50 | 51 |
| 共聚物收率/％ | 50 | 40 | 60 | 45 | 74.3 |
| 粒径/nm | - | - | - | - | 800 |
| 数均分子量 | 60000 | 10000 | 20000 | 21000 | 12000 |
测试例
将实施例以及对比例的共聚物微球、乙撑双硬脂酸酰胺和硬脂酸锌分为作为分散剂用于滑石粉填充聚乙烯的组合物中，其中，聚乙烯添加量为2000g，滑石粉的填充量为聚乙烯重量的5wt％。将各组分通过双螺杆挤出机共混造粒，共混造粒工艺参数如下：各段的温度为180℃，190℃，200℃，210℃，220℃，210℃，200℃，190℃。造粒后得到的聚合物共混物，注塑成片，进行性能测试，测试结果如表3所示。
表3
注：t0为初始拉伸强度，t1为拉伸强度，m为存放半年后聚乙烯表面迁出的分散剂
由上述实施例以及对比例可以看出，采用本发明提供的制备方法能够实现自稳定沉淀聚合反应，获得稳定的聚合物微球悬浮液，进而使得制备的微球粒径均一且表面洁净无污染，从表3中可以看出，实施例制备的到的共聚物微球性能稳定，存放半年后，拉伸强度下降率均不超过3.55％，迁出的聚合物检测量均不超过0.12mg/g。
而采用对比例1-4的方法无法得到稳定的悬浮液，进而无法制得聚合物微球，块状的固体物质并不适合做为分散剂使用，即使将其加入到聚乙烯复合物中，初始拉伸强度也较低，均不超过9MPa。对比例5能够制得共聚物微球，但从表3中可以看出，当作为分散剂应用时，其存放半年后的拉伸强度下降率为3.89％，且迁出的聚合物检测量达0.15mg/g。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (19)
1.一种马来酸酐-异丁烯共聚物微球的制备方法，其特征在于，所述方法包括：在保护气氛中，将聚合单体、引发剂溶解于反应介质中得到混合溶液并将其进行聚合反应，得到的共聚物乳状悬浮液经分离得到所述马来酸酐-异丁烯共聚物微球；
其中，所述聚合单体为马来酸酐和异丁烯；以所述聚合单体的总重量为基准，所述马来酸酐的用量为50-90wt％，所述异丁烯的用量为10-50wt％；
所述反应介质为式(1)所示的化合物与烷烃的混合物；
其中，R1和R2各自独立地为碳原子数1到4的烷基；
其中，以反应介质的总体积为基准，所述烷烃的用量为30-70vol％。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，以所述聚合单体的总重量为基准，所述马来酸酐的用量为50-60wt％，所述异丁烯的用量为40-50wt％。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，以所述混合溶液的总重量为基准，所述聚合单体的总质量浓度为5-25wt％，所述引发剂的质量浓度为0.01-1wt％。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，以所述混合溶液的总重量为基准，所述聚合单体的总质量浓度为5-20wt％，所述引发剂的质量浓度为0.1-0.5wt％。
5.根据权利要求1-2、4中任意一项所述的制备方法，其中，所述引发剂选自有机过氧化物和/或偶氮化合物。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述有机过氧化物选自过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二特丁基、过氧化十二酰、过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化二碳酸二异丙基酯和过氧化二碳酸二环己酯中的至少一种；
和/或，所述偶氮化合物选自偶氮二异丁腈和/或偶氮二异庚腈。
7.根据权利要求1-2、4、6中任意一项所述的制备方法，其中，式(1)中，R1和R2为甲基。
8.根据权利要求1-2、4、6中任意一项所述的制备方法，其中，所述烷烃为碳原子数为6到12的烷烃。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述烷烃选自己烷、庚烷和辛烷中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述烷烃为己烷。
11.根据权利要求1-2、4、6、9-10中任意一项所述的制备方法，其中，以反应介质的总体积为基准，所述烷烃的用量为40-55vol％。
12.根据权利要求1-2、4、6、9-10中任意一项所述的制备方法，其中，所述聚合反应的条件包括：聚合温度为61-100℃，聚合时间为1-24h。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其中，所述聚合反应的条件包括：聚合温度为70-90℃，聚合时间为2-12h。
14.一种马来酸酐-异丁烯共聚物微球，其特征在于，所述马来酸酐-异丁烯共聚物微球由权利要求1-13中任意一项所述的方法制得。
15.根据权利要求14所述的马来酸酐-异丁烯共聚物微球，其中，所述马来酸酐-异丁烯共聚物微球中的共聚物包含来自马来酸酐的结构单元A和来自异丁烯的结构单元B；
以共聚物中各结构单元的总摩尔量为基准，所述结构单元A的摩尔含量为47-54mol％，所述结构单元B的摩尔含量为46-53mol％。
16.根据权利要求15所述的马来酸酐-异丁烯共聚物微球，其中，以共聚物中各结构单元的总摩尔量为基准，所述结构单元A的摩尔含量为49-54mol％，所述结构单元B的摩尔含量为46-51mol％。
17.根据权利要求14或15所述的马来酸酐-异丁烯共聚物微球，其中，所述马来酸酐-异丁烯共聚物微球的平均粒径为500-1300nm；
所述马来酸酐-异丁烯共聚物微球中的共聚物的数均分子量为10,000-35,000。
18.根据权利要求17述的马来酸酐-异丁烯共聚物微球，其中，所述马来酸酐-异丁烯共聚物微球的平均粒径为600-1200nm；
所述马来酸酐-异丁烯共聚物微球中的共聚物的数均分子量为10,000-25,000。
19.权利要求1-13中任意一项所述的马来酸酐-异丁烯共聚物微球的制备方法，或者权利要求14-18中任意一项所述的马来酸酐-异丁烯共聚物微球作为分散剂在聚乙烯中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111522526.2A CN116262803B (zh) | 2021-12-13 | 2021-12-13 | 马来酸酐-异丁烯共聚物微球及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111522526.2A CN116262803B (zh) | 2021-12-13 | 2021-12-13 | 马来酸酐-异丁烯共聚物微球及其制备方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116262803A CN116262803A (zh) | 2023-06-16 |
| CN116262803B true CN116262803B (zh) | 2024-10-15 |
Family
ID=86723240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111522526.2A Active CN116262803B (zh) | 2021-12-13 | 2021-12-13 | 马来酸酐-异丁烯共聚物微球及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116262803B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0292797A2 (en) * | 1987-05-25 | 1988-11-30 | Kao Corporation | Process for preparing particles of olefin-maleic anhydride copolymer |
| CN103304736A (zh) * | 2013-06-13 | 2013-09-18 | 中国海洋石油总公司 | 一种水溶性分散剂的制备方法 |
| CN104356295A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-02-18 | 中国海洋石油总公司 | 一种利用混合c4馏分制备高分子粘合基材的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3309401B2 (ja) * | 1990-07-13 | 2002-07-29 | 東ソー株式会社 | 無水マレイン酸共重合体及びそれを用いたスケール防止剤 |
| DE102013224772A1 (de) * | 2013-12-03 | 2015-06-03 | Tesa Se | Mehrphasige Polymerzusammensetzung |
-
2021
- 2021-12-13 CN CN202111522526.2A patent/CN116262803B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0292797A2 (en) * | 1987-05-25 | 1988-11-30 | Kao Corporation | Process for preparing particles of olefin-maleic anhydride copolymer |
| CN103304736A (zh) * | 2013-06-13 | 2013-09-18 | 中国海洋石油总公司 | 一种水溶性分散剂的制备方法 |
| CN104356295A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-02-18 | 中国海洋石油总公司 | 一种利用混合c4馏分制备高分子粘合基材的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116262803A (zh) | 2023-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3317635A (en) | Polymeric dispersion stabilizers for dispersions of synthetic polymers in organic liquids | |
| CA1164121A (en) | Process for the preparation of aqueous, colloidal dispersions of copolymers of the tetrafluoroethylene/ethylene type | |
| US3392155A (en) | Low molecular weight maleic compound copolymers partially esterified with monohydric polyether alcohols | |
| RU97108270A (ru) | Дисперсия полимерная с высоким содержанием твердого вещества (варианты), композиция уплотняющая и герметизирующая (варианты), способ получения дисперсии полимерных частиц с высоким содержанием твердого вещества и дисперсия полимерных частиц | |
| CN114426639A (zh) | α-烯烃-马来酸酐共聚物及其制备方法与应用 | |
| CN112457444A (zh) | 一种含羧基氯乙烯系共聚物树脂及其制备方法 | |
| CN116262803B (zh) | 马来酸酐-异丁烯共聚物微球及其制备方法与应用 | |
| CN112708022B (zh) | 马来酸酐/醋酸乙烯酯/苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物微球及其制备方法与应用 | |
| US3720651A (en) | Method of manufacturing a copolymer of a c4 olefin with maleic anhydride | |
| Stryker et al. | Kinetics and mechanism of the emulsion polymerization of ethylene | |
| CN112708018B (zh) | 三元共聚物微球及其制备方法与应用 | |
| US3025280A (en) | Polymerization process for vinyl chloride and polyallyl ethers | |
| CN116262802B (zh) | 马来酸酐-共轭二烯烃共聚物微球及其制备方法与应用 | |
| Chernikova et al. | Ternary copolymers of acrylic acid, N-isopropylacrylamide, and butyl acrylate: Synthesis and aggregative behavior in dilute solutions | |
| US3846828A (en) | High solids content vinylidene chloride polymer dispersions in strongly hydrogen bonded dispersing media and process of preparation thereof | |
| JP2996419B2 (ja) | 乳化重合用安定剤 | |
| CN112708030B (zh) | 甲基苯乙烯多元共聚物的复合物微球及其制备方法与应用 | |
| CN112708034A (zh) | 包含α-甲基苯乙烯聚合物的复合物微球及其制备方法与应用 | |
| US3162697A (en) | Draft copolymer of a mixture of alkyl acrylates on polypropylene and process of preparation | |
| CN114437279B (zh) | 马来酸酐共聚物及其制备方法与应用 | |
| CN115975097B (zh) | 交联的氯乙烯系树脂粒子及其制备方法 | |
| KR102702935B1 (ko) | 염화비닐계 공중합체 및 이의 제조 방법 | |
| CN116003664B (zh) | 非交联的氯乙烯系树脂粒子及其制备方法 | |
| US3632678A (en) | Polypropylene acrylic monomer copolymers | |
| US3012012A (en) | Copolymerization process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |