近红外光热转化下的乙烯基类单体的“活性”自由基聚合方法与流程

文档序号:20494616发布日期:2020-04-21 22:18阅读:来源:国知局

技术特征:

1.近红外光热转化下的乙烯基类单体的“活性”自由基聚合方法,其特征在于,

采用波长为750-850nm的近红外光照射反应容器,所采用的反应容器具有互不连通的第一腔体和第二腔体,所述第一腔体中容置有近红外光响应染料的有机溶液,所述第二腔体中用于放置容置反应液的密闭反应瓶;近红外光照射至所述第一腔体中,所述近红外光响应染料将所述近红外光转换成热能,并将第二腔体中的反应液加热至50-100℃,使得反应液中的乙烯基类单体发生“活性”自由基聚合,得到式(4)-(6)所示的聚合物;

所述近红外光响应染料包括式(1)-(3)所示的克酮酸菁类化合物中的一种或几种:

其中,n1和n2分别独立地选自1-10;

所述反应液包括乙烯基类单体、有机溶剂、atrp引发剂、atrp配体及atrp催化剂;或

所述反应液包括乙烯基类单体、有机溶剂、raft试剂及热引发剂;或

所述反应液包括乙烯基类单体、有机溶剂、atrp引发剂及添加剂;所述添加剂包括有机胺和/或含碘化合物;

式(4)-(6)所示的聚合物的结构式如下:

其中,m1、m2和m3分别独立地选自10-300;

r1、r1’和r1”分别独立地选自异丁氰基、4-氰基戊酸基、2-苯乙酸乙酯基或2-异丁酸乙酯基;

r2、r2’和r2”分别独立地选自氢或甲基;

r3、r3’和r3”分别独立地选自苯基、2-萘基、溴、氯或者碘;

r4选自甲基、丁基、聚乙二醇单甲醚基、羟乙基、羟丙基或n,n-二甲氨基乙基;

r5选自氢、甲基、乙基或羟甲基;

r6选自氢、甲基、乙基或羟甲基。

2.根据权利要求1所述的“活性”自由基聚合方法,其特征在于,所述近红外光响应染料的有机溶液中,近红外光响应染料的浓度为1.0-10.0mg/ml,所述近红外光的功率为0.05-1.0w/cm2

3.根据权利要求1所述的“活性”自由基聚合方法,其特征在于,所述乙烯基类单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯、甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、n,n-二甲基丙烯酰胺、n,n-二乙基丙烯酰胺、n-二羟乙基丙烯酰胺。

4.根据权利要求1所述的“活性”自由基聚合方法,其特征在于,所述atrp引发剂为2-溴苯乙酸乙酯、2-溴异丁酸乙酯以及2-碘-2-甲基丙腈中的一种或几种;所述atrp配体为二联吡啶、五甲基二乙烯基三胺、六甲基三乙烯基四胺和三苯基膦中的一种或几种;所述atrp催化剂为cubr、cucl、febr2和fecl2中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的“活性”自由基聚合方法,其特征在于,所述raft试剂为二硫代萘甲酸异丁腈酯或4-氰基-4-(硫代苯甲酰)戊酸;所述热引发剂为偶氮二异丁腈和/或过氧化苯甲酰。

6.根据权利要求1所述的“活性”自由基聚合方法,其特征在于,所述添加剂为nai、ki、三乙胺、三乙醇胺和四丁基碘化铵中的一种或几种;所述有机溶剂为甲苯、丙酮、乙醇、甲醇、n,n-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的所述的“活性”自由基聚合方法,其特征在于,所述乙烯基类单体、raft试剂和热引发剂的摩尔比为50-1000:2:1-0.5;所述乙烯基类单体、atrp引发剂、atrp催化剂和atrp配体的摩尔比为50-1000:1:0.01-1.5:0.3-4.5;所述乙烯基类单体、atrp引发剂和添加剂的摩尔比为50-1000:1:1-10。

8.根据权利要求1所述的“活性”自由基聚合方法,其特征在于,所述反应液中,乙烯基类单体的浓度为1.0-8.0mol/l。

9.根据权利要求1所述的“活性”自由基聚合方法,其特征在于,所述第一腔体环绕于所述第二腔体外部,产生近红外光的装置环绕于第一腔体外部。

10.一种近红外光热转化下的聚合反应装置,其特征在于:包括反应容器,所述反应容器用于接收近红外光照射,所述反应容器具有互不连通的第一腔体和第二腔体,所述第一腔体中容置有近红外光响应染料的有机溶液,所述第二腔体中设有容置反应液的反应瓶;所述近红外光照射至所述第一腔体中,所述近红外光响应染料将所述近红外光转换成热能,并将第二腔体中的反应液加热至50-100℃。


技术总结
本发明提供了一种近红外光热转化下乙烯基类单体的的“活性”自由基聚合方法,采用波长为750‑850nm的近红外光照射反应容器,所采用的反应容器具有互不连通的第一腔体和第二腔体,所述第一腔体中容置有克酮酸菁类近红外光响应染料的有机溶液,所述第二腔体中用于放置容置反应液的密闭反应瓶;反应液包括乙烯基类单体,ATRP引发剂、ATRP配体、ATRP催化剂、RAFT试剂、热引发剂、以及添加剂中的二种或者几种,以及有机溶剂;近红外光由第一腔体照射入第二腔体中;近红外光响应染料将近红外光转换成热能,并将反应容器加热至50‑100℃,使得反应液中的单体发生聚合得到分子量及分子量分布可控的聚合物。

技术研发人员:张丽芬;高群;程振平;涂凯;李海辉;姚澜;朱秀林
受保护的技术使用者:苏州大学
技术研发日:2019.12.27
技术公布日:2020.04.21
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