本发明涉及聚合物制备领域,特别涉及一种用于环氧单体阴离子开环聚合的方法。
背景技术:
环氧单体开环聚合反应是制造聚醚橡胶、聚醚表面活性剂、聚醚絮凝剂等产品的基本方法,也是聚氨酯行业中聚醚多元醇预聚体的主要制造方法。
按照引发剂和催化体系的不同,环氧单体开环聚合可分为配位开环聚合、阳离子开环聚合、阴离子开环聚合三种。
配位开环聚合需要使用过渡金属催化剂、烷基铝以及络合助剂等,催化体系复杂、毒性高,聚合产物脱除残留催化剂的工艺复杂、能耗高。
阳离子开环聚合副反应多,聚合物分子量不易控制,工业上很少采用。
阴离子开环聚合一般由碱金属化合物或碱土金属化合物引发,这些金属化合物包括金属氢氧化物、醇盐、金属氧化物等。
鉴于碱金属或碱土金属的化合物毒性都比较低,而且均可被酸中和,因此阴离子开环聚合的优点之一就是引发剂安全性高,产物后处理工艺简单。但是,阴离子开环聚合的缺点是聚合反应速度慢、单体转化率低。例如,丁二醇钾引发的环氧乙烷和苯基环氧乙烷开环聚合需要持续3个星期甚至更长时间(Langmuir,2003,19,943-950)。
中国专利CN102924709A公开了一种合成嵌段聚醚的方法,该方法用冠醚和碱性化合物的组合物作为催化剂,用于催 化环氧乙烷和/或环氧丙烷开环聚合反应得到嵌段聚醚,该方法中开环聚合反应的时间缩短到若干小时以内,可见冠醚的引入加快了环氧单体阴离子开环聚合速度。
中国专利CN103788363A公开了一种制备高分子量全氟聚醚的方法,其以相转移催化剂和无水碱金属氟化物为催化体系,在质子惰性溶剂中,通过控制反应温度来控制六氟环氧丙烷聚合度的方法进行聚合,其中,相转移催化剂可以选择烷基聚乙二醇或冠醚等。
一方面,冠醚是一类价格昂贵而且有毒的化合物,在制备聚醚产品时使用冠醚不仅会提高成本,而且增大了安全风险。另一方面,冠醚和聚乙二醇作为相转移催化剂的作用显著,目前尚未发现聚乙二醇在均相体系中作为促进剂的用途。
针对现有技术中存在的问题,目前亟待开发一种低成本、无毒、制造工艺简单的以环氧单体为原料,快速进行环氧单体阴离子开环聚合的方法。
技术实现要素:
为了解决上述问题,本发明人进行了锐意研究,结果发现:在环氧单体进行阴离子开环聚合反应时,向体系中加入促进剂聚乙二醇,能够显著提高反应的速度,而且制得的产物数均分子量大,分子量分布窄,从而完成了本发明。
本发明的目的在于提供以下方面:
第一方面,本发明提供一种环氧单体阴离子开环聚合的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)将环氧单体、引发剂和促进剂混合,搅拌;
(2)冷却反应体系,加入终止剂,除去体系中的挥发性物质。
第二方面,本发明还提供上述的方法,其特征在于,步骤1中环氧单体、引发剂和促进剂按照以下摩尔配比置于反应容器中进行混合:
环氧单体 100摩尔份
引发剂 0.1~10摩尔份
促进剂 0.01~20摩尔份,
其中,
环氧单体的摩尔数以环氧单体分子的摩尔数计,
引发剂的摩尔数以引发剂分子的摩尔数计,
促进剂的摩尔数以促进剂分子的摩尔数计。
第三方面,本发明还提供上述的方法,其特征在于,
所述环氧单体其结构式如下式I所示:
其中,取代基R为氢、烷基、支化烷基、苯基和烷基取代苯基中的一种;和/或
所述促进剂为聚乙二醇,其摩尔质量的数值以其数均分子量的数值计;和/或
所述引发剂为碱金属醇盐。
第四方面,本发明还提供上述的方法,其特征在于,
所述促进剂为数均分子量为400~30000的聚乙二醇,更优选为数均分子量为700~20000的聚乙二醇,进一步优选为数均分子量为1000~10000的聚乙二醇,如牌号为PEG-2000、PEG-4000、PEG-6000、PEG-8000的聚乙二醇。
第五方面,本发明还提供上述的方法,其特征在于,在步骤1中,任选地加入溶剂,所述溶剂为有机溶剂,优选为烃类溶剂、醚类溶剂,优选选自环己烷、正己烷、二氧六环、四氢呋 喃、苯、甲苯中的一种或多种,更优选选自环己烷、四氢呋喃、甲苯中的一种或多种,如四氢呋喃。
第六方面,本发明还提供上述的方法,其特征在于,在步骤1中,
在投入反应原料前,对反应容器进行干燥和除氧处理;和/或
在投入反应原料前,对环氧单体和促进剂进行干燥和除氧处理。
第七方面,本发明还提供上述的方法,其特征在于,在步骤1中,环氧单体阴离子开环聚合的反应温度为40℃~120℃,优选为50℃~90℃;和/或
环氧单体阴离子开环聚合反应时间为10小时~90小时,优选为12小时~80小时,如12小时、24小时或80小时。
第八方面,本发明还提供上述的方法,其特征在于,在步骤2中,终止剂选择醇类化合物或水,优选为小分子醇类,如甲醇、乙醇和丙醇等中的一种或几种,更优选为甲醇。
第九方面,本发明还提供上述的方法,其特征在于,在步骤2中,终止剂的摩尔数以终止剂分子的摩尔数计,引发剂的摩尔数以引发剂分子的摩尔数计,终止剂的摩尔数为引发剂摩尔数的2倍~20倍,优选5倍~15倍。
第十方面,本发明还提供聚乙二醇用于促进环氧单体阴离子开环聚合反应的用途。
具体实施方式
下面通过对本发明进行详细说明,本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
以下详述本发明。
根据本发明的第一~九方面,提供一种环氧单体阴离子开环聚合反应的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤1,将环氧单体、引发剂和促进剂混合,搅拌。
在本发明中,将环氧单体、引发剂和促进剂按照以下摩尔配比置于反应容器中进行混合。
环氧单体 100摩尔份
引发剂 0.1~10摩尔份
促进剂 0.01~20摩尔份,
优选为,
环氧单体 100摩尔份
引发剂 0.2~8摩尔份
促进剂 0.1~10摩尔份,
更优选为,
环氧单体 100摩尔份
引发剂 0.5~6摩尔份
促进剂 0.5~5摩尔份。
其中,
所述环氧单体的结构式如下式I所示:
其中,
取代基R为氢、烷基、苯基和烷基取代苯基中的一种,其中,所述烷基为C1~C18的直链型烷基,C1~C18的支链型烷基,如甲基、乙基,正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基等;所述烷基取代苯基为苯环具有烷基取代基的苯基,苯环上的烷基取代基可以为1个、2个、3个、4个或5个,苯环上的烷基取代基为C1~C5的直链型烷基,C1~C5 的支链型烷基,如甲苯基、二甲苯基、三甲苯基、四甲苯基、五甲苯基、乙苯基、二乙苯基、三乙苯基、正丙基苯基、异丙基苯基、正丁基苯基、异丁基苯基、叔丁基苯基、正戊基苯基、异戊基苯基、新戊基苯基等。
在本发明的一种优选实施方式中,所用环氧单体为如下所示的环氧单体:
和/或
本发明人发现,环氧乙烷、烃基取代环氧乙烷和苯基取代的环氧乙烷,如环氧丙烷、环氧丁烷、苯基环氧乙烷等通过本发明的方法均可实现快速阴离子开环聚合,但是含有卤素的环氧化合物,例如环氧氯丙烷等,不能生成聚醚高分子,而是生成了小分子化合物,不受任何理论束缚,本发明人认为,在阴离子开环聚合反应中,游离出来的卤素基团可能会导致作为引发剂的碱金属醇盐失活,从而中断聚合反应。因此,本发明选择上述环氧单体进行阴离子开环聚合反应。
所述引发剂为碱金属醇盐,其中,构成碱金属醇盐的碱金属选自锂、钠或钾;构成碱金属醇盐的醇选自一元醇、二元醇、三元醇、四元醇中一种,优选为甲醇、乙醇、丙醇、叔丁醇、戊醇、己醇、正辛醇、乙二醇、丙二醇、己二醇、丙三醇、1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、丁四醇、季戊四醇。
在本发明的一种优选实施方式中,优选引发剂为叔丁醇钾、己二醇钾、季戊四醇钾。
本发明中所用引发剂在环氧单体阴离子开环聚合的反应体系中能够提供负氧阴离子活性基,易于进攻环氧单体上的活性位点,从而引发环氧单体进行阴离子开环聚合反应。
本发明人发现,环氧单体以100摩尔份计,当引发剂使用量为0.1~10摩尔份时,即可快速引发环氧单体的阴离子开环聚合反应,既能使聚合反应快速进行,同时又不会导致反应过于剧烈,进而使生成的聚合产物分子量分布较窄。
所述促进剂为聚乙二醇,优选为数均分子量为400~30000的聚乙二醇,更优选为数均分子量为700~20000的聚乙二醇, 进一步优选为数均分子量为1000~10000的聚乙二醇,如牌号为PEG-2000、PEG-4000、PEG-6000、PEG-8000的聚乙二醇。
本发明人发现,在反应体系中加入聚乙二醇,环氧单体阴离子开环聚合的速率显著提高,由原来的3周以上提高到4天以内,具体参见实验例2~4。
本发明人还发现,数均分子量低于400或大于30000的聚乙二醇对加速阴离子开环聚合的效果不佳,不受任何理论的束缚,本发明人认为主要原因是低分子量聚乙二醇分子链中-CH2-CH2-O-(乙撑氧结构单元)的单元数量太少,对金属离子络合能力差,对引发剂上负氧阴离子进攻环氧单体活性的增强作用不显著;而数均分子量大于30000的聚乙二醇虽然能够减少聚乙二醇的用量,但是存在如下问题,一方面高分子量聚乙二醇分子链自身缠结严重,对金属阳离子的络合能力下降,另一方面聚合体系粘度上升,使反应体系如升温等传热传质过程受限,抑制聚合反应,因此,本发明选择数均分子量范围是400~30000,更优选为数均分子量为700~20000的聚乙二醇,进一步优选1000~10000,更优选牌号为PEG-2000、PEG-4000、PEG-6000、PEG-8000的聚乙二醇作为促进剂。
进一步地,本发明人还发现,环氧单体的加入量以100摩尔份计,当聚乙二醇的加入量大于20摩尔份时,反应体系中环氧单体所占的比例减小,从而导致聚合反应的速率减缓;当聚乙二醇的加入量小于0.01摩尔份时,聚乙二醇对聚合反应的促进作用不明显,因此,本发明选择促进剂聚乙二醇的加入量为0.01~20摩尔份,优选为0.1~10摩尔份,更优选为0.5~5摩尔份,其中,聚乙二醇的摩尔数以聚乙二醇分子的摩尔数计,聚乙二醇摩尔质量的数值以其数均分子量的数值计。
不受任何理论束缚,本发明人认为聚乙二醇能够促进环氧 单体阴离子开环聚合的原理如下:
本发明的反应体系为均相聚合反应体系,引发剂产生的负氧阴离子能够进攻环氧单体中环氧三元环中的碳-氧键,引发环氧单体开环,进而进行链增长的反应,而聚乙二醇具有柔顺的链状结构,该链状结构能够与引发剂中的金属阳离子络合,可以看成是引发剂中的金属阳离子能够嵌套在聚乙二醇曲折的链式结构形成的空腔中,从而增加了引发剂中负氧阴离子与金属阳离子之间的距离,进而增加了负氧阴离子的裸露程度,从而减小了引发剂负氧阴离子进攻环氧单体中碳氧键的空间位阻,使引发剂表现出更强的引发作用。同时,引发剂引发环氧单体开环聚合所形成的新的端基负氧阴离子与引发剂中的金属阳离子之间的距离,同样可以通过聚乙二醇的络合作用而增大,进而提高端基负氧离子的裸露程度和开环聚合活性,从而实现持续的促进开环聚合的作用。
此外,本发明的聚合反应体系为均相体系,因此,聚乙二醇在反应体系中的作用并不同于相转移催化剂,即,聚乙二醇并不是依靠其在不相溶两相中的溶解性来增加引发剂在两相中的溶解程度而促进反应进行的。
聚乙二醇柔顺的链状结构,使聚乙二醇形成空腔的大小能够随着引发剂中金属阳离子半径的大小而改变,因此,聚乙二醇在本发明中能够与不同半径大小的金属离子络合,从而对含有不同金属阳离子的引发剂引发的阴离子开环聚合反应均有促进作用,如金属阳离子为锂离子的引发剂、金属阳离子为钠离子的引发剂或者金属阳离子为钾离子的引发剂,即,聚乙二醇的适应性强,使用范围广。
冠醚的毒性大,价格高,因此,相对于冠醚,聚乙二醇在促进环氧单体阴离子聚合反应过程中不会造成环境污染,也免 除了操作人员因促进剂的使用而中毒的风险,如若有冠醚残留在产品中,也会导致使用者中毒,因此,使用冠醚作为促进剂,在聚合反应完成后必须进行去除、回收冠醚的操作。
而本发明提供的方法,在聚合反应完成后,对制得的产品进行后处理时即使不除去体系中的聚乙二醇残留物,制得的聚合物也不具有毒性,因此,本发明提供的方法是绿色、环境友好的进行环氧单体阴离子聚合的方法。
此外,使用聚乙二醇作为促进剂,生产成本能够降低80%以上。
本发明对环氧单体、引发剂和促进剂的加料顺序不做特别限定。
在投入反应原料前,对反应容器进行干燥和除氧处理。
本发明人发现,微量的水、潮气、二氧化碳和空气等都会导致环氧单体阴离子开环聚合反应的终止,因此在向反应容器中加入原料前必须要除去反应容器内可能残留的水或空气,从而保证环氧单体阴离子开环聚合反应的顺利进行。
本发明对干燥反应容器的方式不做特别限定,可以使用现有技术中任意一种可行的对反应容器进行干燥的方法,如在120℃~150℃条件下干燥3小时~5小时。
本发明对反应容器中除氧的方式不做特别限定,可以使用现有技术中任意一种可行的对反应容器内的氧进行去除的方法,如通入化学惰性气体、抽真空等方式,其中,所述化学惰性气体选自氮气、氩气,优选为氮气。
在本发明一种优选的实施方式中,向反应容器中加入原料后,将反应容器密封,以免空气及其携带的其它杂质气体混入反应体系,造成聚合反应的终止。
在本发明一种更为优选的实施方式中,在向反应容器中加 入原料前,将原料,如环氧单体和促进剂,进行除水除氧处理。
本发明对原料除水除氧处理的方法不做特别限定,可以使用本领域中任意一种能够将原料中微量水和微量氧除去的方法,如冷冻干燥、高真空干燥和分子筛除水除氧等。
在本发明中,环氧单体阴离子开环聚合的反应温度为40℃~120℃,针对每种不同的环氧单体,可以针对性的选择反应温度稍高于环氧单体的沸点,使反应体系保持微沸状态,尤其对于沸点较低的环氧单体,既能保证阴离子开环聚合反应的快速进行,也能防止反应容器内部压力过大,避免反应容器的泄漏;本发明人发现,即使对于沸点较高的环氧单体,当反应温度超过120℃时,制得聚合产物的分子量分布变宽,因此,本发明选择环氧单体阴离子开环聚合的反应温度为40℃~120℃,优选为50℃~90℃。
在本发明的一个优选实施方式中,在环氧单体阴离子开环聚合反应的过程中,保持反应容器内的温度恒定。
本发明人发现,制得环氧单体阴离子开环聚合产物的分子量大小及分子量分布情况与反应时间密切相关,反应时间越短,聚合产物的分子量越小,分子量分布越窄;反应时间越长,聚合产物的分子量越大,但分子量分布越宽;因此,本发明选择环氧单体阴离子开环聚合反应时间为10小时~90小时,优选为12小时~80小时,如12小时、24小时或80小时,制备得到分子量大且分子量分布窄的环氧单体阴离子开环聚合产物。
任选地,在步骤1中还可以加入溶剂。
本发明人发现,在本发明中,卤代烃类溶剂、酯类溶剂等则会导致聚合活性链失活,从而使得环氧单体阴离子开环聚合的转化率很低。
在本发明中,所述溶剂为有机溶剂,优选为烃类溶剂、醚 类溶剂,优选选自环己烷、正己烷、二氧六环、四氢呋喃、苯、甲苯中的一种或多种,更优选选自环己烷、四氢呋喃、甲苯中的一种或多种,如四氢呋喃。
在本发明中,溶剂与环氧单体的重量比为溶剂的重量:环氧单体的重量=(0~5):1,优选为(0.05~3):1,如1:1。
步骤2,冷却反应体系,加入终止剂,除去体系中的挥发性物质。
反应结束后,将反应体系冷却,可以冷却至室温或其它预定的温度,优选冷却至室温,便于后续操作。
本发明对冷却的方式不做特别限定,可以使用现有技术中任意一种能够使反应体系降温的方法,如自然冷却或冰浴冷却等。
本发明人发现,聚合反应结束时,向反应体系中加入终止剂,与不加入终止剂相比,制得的环氧单体阴离子开环聚合产物的分子量分布更窄,即,制得的环氧单体阴离子开环聚合产物分子更为均一,因此,本发明选择在聚合反应结束时,向反应体系中加入终止剂。
在本发明中,终止剂选择醇类化合物或水,优选为小分子醇类化合物,如甲醇、乙醇和丙醇等中的一种或几种,更优选为甲醇。
本发明人发现,终止剂添加量过少,如少于引发剂摩尔数的2倍时,其不能达到完全终止反应的效果,在对聚合产物后处理过程中,仍有部分分子链保持活性继续进行聚合反应,导致聚合产物分子量分布变宽;而终止剂添加量过多,如终止剂的摩尔数大于引发剂摩尔数的20倍时,则会增加聚合产物后处理时的脱挥负荷,降低后处理效率。因此本发明选择终止剂的用 量为,终止剂的摩尔数为引发剂摩尔数的2倍~20倍,优选5倍~15倍,其中,终止剂的摩尔数以终止剂分子的摩尔数计,引发剂的摩尔数以引发剂分子的摩尔数计。
当向聚合反应的体系中加入终止剂后,使终止剂与反应体系充分接触,使聚合反应完全终止,再除去体系中的可挥发性物质,即得环氧单体阴离子开环聚合产物。
本发明对除去体系中可挥发性物质的方法不做特别限定,如减压蒸馏等。
所述可挥发性物质包括未反应完全的反应原料、终止剂及小分子量副产物等。
根据本发明的第十方面,提供聚乙二醇用于促进环氧单体阴离子开环聚合反应的用途。
其中,所述聚乙二醇如上述第一~九方面中所述;
所述环氧单体如上述第一~九方面中所述。
所述聚乙二醇在促进环氧单体阴离子开环聚合反应中的使用方法,如上述第一~九方面所述。
根据本发明提供的环氧单体阴离子开环聚合的方法,具有以下有益效果:
(1)所用促进剂聚乙二醇显著提高了环氧单体阴离子开环聚合反应速率和聚合转化率,缩短了聚合产物的制备时间,提升了环氧单体利用效率,而且制得聚合产物的分子量分布窄;
(2)所用促进剂聚乙二醇的成本低,无毒无害,环境友好,对促进剂聚乙二醇不必除去,简化了聚醚产品后处理工艺,降低产品成本;
(3)本发明提供的方法条件温和,易于实现,可操作性强;
(4)本发明提供的方法可以用于多种类型的环氧单体阴离子开环聚合,适用范围广。
实施例
本实施例中所用试剂的商购信息如下:
苯基环氧乙烷:上海泰顿化工有限公司;
环氧丁烷:上海谱振生物科技有限公司;
叔丁醇钾:淄博兴乐化工有限公司;
聚乙二醇-400:南通新宝源化工有限公司;
聚乙二醇-2000:南通新宝源化工有限公司;
聚乙二醇-4000:南通新宝源化工有限公司;
聚乙二醇-6000:南通新宝源化工有限公司;
聚乙二醇-8000:南通新宝源化工有限公司;
聚乙二醇-20000:上海金锦乐实业有限公司;
四氢呋喃:西陇化工股份有限公司;
己二醇:天津光复精细化工研究所;
金属钾:上海阿拉丁公司。
实施例1 引发剂己二醇钾的制备
(1)将110g(0.93mol)己二醇和经分子筛干燥后的100g(1.39mol)四氢呋喃投入预先干燥且充满高纯氮气的反应器中;
(2)将预先切成大小约2-4毫米小块的金属钾片(78g,2.0mol)慢慢投入反应器中,在高纯氮气流保护下于室温搅拌12小时;
(3)待反应完毕,在氮气气氛中过滤除去过量金属钾,滤液于70~80℃加热蒸出四氢呋喃,得到己二醇钾。
实施例2
(1)将150g(1.25mol)苯基环氧乙烷、0.67g(0.006mol)叔丁醇钾和24g(0.012mol)聚乙二醇-2000加入预先干燥且充满高纯氮气的反应器中,密封后于80℃恒温搅拌12小时;
(2)反应结束后,将反应器置于冰水浴中冷却至室温,加入1.0g(0.031mol)甲醇终止反应,减压蒸馏脱除挥发物,得到聚合物。
实施例3
(1)将150g(1.25mol)苯基环氧乙烷、0.67g(0.006mol)叔丁醇钾和36g(0.009mol)聚乙二醇-4000加入预先干燥且充满高纯氮气的反应器中,密封后于80℃恒温搅拌24小时;
(2)反应结束后,将反应器置于冰水浴中冷却至室温,加入1.9g(0.059mol)甲醇终止反应,减压蒸馏脱除挥发物,得到聚合物。
实施例4
(1)将150g(2.08mol)四氢呋喃、150g(2.08mol)环氧丁烷、1.36g(0.007mol)己二醇钾和21g(0.0035mol)聚乙二醇-6000加入预先干燥且充满高纯氮气的反应器中,密封后于70℃恒温搅拌80小时;
(2)反应结束后,将反应器置于冰水浴中冷却至室温,加入1.1g(0.034mol)甲醇终止反应,减压蒸馏脱除挥发物,得到聚合物。
其中,己二醇钾为实施例1中制备。
实施例5
(1)将150g(2.08mol)四氢呋喃、150g(2.08mol)环氧丁烷、1.36g(0.007mol)己二醇钾和21g(0.0007mol)聚乙二醇-30000加入预先干燥且充满高纯氮气的反应器中,密封后于70℃恒温搅拌80小时;
(2)反应结束后,将反应器置于冰水浴中冷却至室温,加入1.1g(0.034mol)甲醇终止反应,减压蒸馏脱除挥发物,得到聚合物。
其中,己二醇钾为实施例1中制备。
在本实施例中,[BO]:[OK]:[PEG-30000]:[THF](摩尔比)=300:1:0.1:300,用实验例中(一)的方法测得,单体转化率为46%,数均分子量Mn(g/mol)为6500,分子量分布Mw/Mn为1.26,其中,BO表示环氧丁烷;OK表示己二醇钾;THF表示四氢呋喃。
实施例6
(1)将150g(1.25mol)苯基环氧乙烷、11.1g(0.1mol)叔丁醇钾和70g(0.175mol)聚乙二醇-400加入预先干燥且充满高纯氮气的反应器中,密封后于50℃恒温搅拌36小时;
(2)反应结束后,将反应器置于冰水浴中冷却至室温,加入15.5g(0.48mol)甲醇终止反应,减压蒸馏脱除挥发物,得到聚合物。
在本实施例中,[STO]:[OK]:[PEG-400](摩尔比)=100:8:14,用实验例中(一)的方法测得,单体转化率为92%,数均分子量Mn(g/mol)为1310,分子量分布Mw/Mn为1.24,其中,STO表示苯基环氧乙烷;OK表示叔丁醇钾。
实施例7
(1)将150g(1.25mol)苯基环氧乙烷、8.38g(0.075mol)叔丁醇钾和30g(0.0015mol)聚乙二醇-20000加入预先干燥且充满高纯氮气的反应器中,密封后于90℃恒温搅拌90小时;
(2)反应结束后,将反应器置于冰水浴中冷却至室温,加入12.1g(0.378mol)甲醇终止反应,减压蒸馏脱除挥发物,得到聚合物。
在本实施例中,[STO]:[OK]:[PEG-20000](摩尔比)=100:6:0.12,用实验例中(一)的方法测得,单体转化率为98%,数均分子量Mn(g/mol)为1890,分子量分布Mw/Mn为1.30,其中,STO表示苯基环氧乙烷;OK表示叔丁醇钾。
对比例
对比例1
重复实施例2中的制备过程,区别仅在于,不加入聚乙二醇-2000。
对比例2
重复实施例3中的制备过程,区别仅在于,不加入聚乙二醇-4000。
对比例3
重复实施例4中的制备过程,区别仅在于,不加入聚乙二醇-6000。
实验例
(一)样品的分子量及分子量分布测定
样品制备:取0.1g实施例2~4及对比例1~3制得的聚合产物,用10倍重量份数的去离子水浸泡溶解24小时,于4000rpm离心30分钟,倒去清液,加入新鲜去离子水洗涤、离心2次,减压干燥,获得纯化样品,将纯化样品配成4mg/mL的四氢呋喃溶液。
所用仪器及实验条件:
日本TOSOH公司的HLC-8230 GPC全自动凝胶渗透色谱仪测定;
色谱柱:TSKgel SuperMultipore HZM-M,两根串联;
测试温度:40℃;
流动相:四氢呋喃;
流速:0.35ml/min;
标样:单分散聚苯乙烯。
实验例1
用(一)的方法对实施例2和对比例1制备所得的样品进行分子量及分子量分布测定,结果如下表1所示,
表1 以PEG-2000为促进剂时苯基环氧乙烷STO阴离子开环聚合反应结果
其中,STO表示苯基环氧乙烷;OK表示叔丁醇钾;PEG-2000表示牌号为PEG-2000的聚乙二醇;Mn表示数均分子量;Mw/Mn表示分子量分布。
从表1的实验结果中可以看出,PEG-2000的加入,提高了苯基环氧乙烷的聚合反应速率和单体转化率,所得的聚合产物具有较窄的分子量分布(1.17),说明PEG-2000能够促进苯基环 氧乙烷聚合反应。
实验例2
用(一)的方法对实施例3和对比例2制备所得的样品进行分子量及分子量分布测定,结果如下表2所示:
表2 以PEG-4000为促进剂时苯基环氧乙烷STO阴离子开环聚合反应结果
其中,STO表示苯基环氧乙烷;OK表示叔丁醇钾;PEG-4000表示牌号为PEG-4000的聚乙二醇;Mn表示数均分子量;Mw/Mn表示分子量分布。
从表2的实验结果中可以看出,PEG-4000的加入,提高了苯基环氧乙烷的聚合反应速率和单体转化率,所得的聚合物具有较窄的分子量分布(1.24),说明PEG-4000能够促进苯基环氧乙烷阴离子开环聚合反应。
实验例3
用(一)的方法对实施例4和对比例3制备所得的样品进行分子量及分子量分布测定,结果如下表3所示:
表3 环氧丁烷BO阴离子开环聚合反应结果
其中,BO表示环氧丁烷;OK表示己二醇钾;PEG-6000表 示牌号为PEG-6000的聚乙二醇;THF表示四氢呋喃;Mn表示数均分子量;Mw/Mn表示分子量分布。
从表3的实验结果中可以看出,虽然温度的降低和溶剂的加入使得反应时间延长,但是PEG-6000的加入,仍然提高了环氧丁烷的聚合反应速率和单体转化率,所得的聚合物依然具有较窄的分子量分布(1.28),说明PEG-6000能够促进环氧丁烷阴离子开环聚合反应。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明,不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解,在不偏离本发明精神和范围的情况下,可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进,这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。