专利名称：一种快速高效制备丙烯腈聚合物的方法
技术领域：
本发明涉及一种丙烯腈聚合物的制备方法，特别是涉及一种在[Bmim]BF4离子液体中的快速高效制备丙烯腈聚合物的方法。
背景技术：
丙烯腈可以进行本体聚合、乳液聚合和溶液聚合，实际生产大多采用溶液聚合，一般采用硫氰酸钠水溶液、浓氯化锌水溶液、硝酸、碳酸乙二酯、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺作为聚合溶剂。丙烯腈再这些溶剂中的溶液聚合具有聚合体系粘度低、混合和传热较容易、温度易控制等优点，但也存在一些缺点，如单体浓度低，聚合速率缓慢导致生产能力和设备利用率低，以及由溶剂引起的链转移使分子量降低等。特别是溶剂分离回收所增加的成本，以及对人体健康、环境污染所带来的危害，不利于PAN合成的进一步发展。因此寻求反应速率快、溶解度大(增大单体浓度和生产能力)、链转移常数小、易于回收利用的新溶剂已引起学术界和工业界的极大关注。离子液体正是这样的一种溶剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种快速高效制备丙烯腈聚合物的方法，以弥补现有技术存在的丙烯腈采用溶液聚合时，反应速率缓慢及所用溶剂具有强烈的腐蚀性和挥发性，造成严重的环境污染等缺陷，满足生产和某些领域发展的需要。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，一种快速高效制备丙烯腈聚合物的方法，包括如下步骤将第一单体丙烯腈、第二单体丙烯酸甲酯、第三单体衣康酸、引发剂依次加入离子液体中，搅拌溶解，在50-80℃，聚合反应0.5～4小时，得到丙烯腈共聚物。
作为优选的技术方案所述的[Bmim]BF4离子液体由阴离子和阳离子组成；所说的阴离子为BF4-；所说的阳离子为 所用的[Bmim]BF4离子液体的液态范围为-73℃～486℃；所述的引发剂为偶氮二异丁腈，用量为总单体质量的0.2～1.2％；总单体在离子液体中的质量浓度为10～35％；第一单体质量占总单体质量的80～88％，第二单体质量占总单体质量的11.5～17％，第三单体质量占总单体质量的0.5～3％；所制备的丙烯腈共聚物的粘均分子量为3×104～8×104，转化率达到70％以上。
本发明的有益效果是(1)所采用的溶剂为[Bmim]BF4离子液体，能大大加快聚合反应的速率，1小时的转化率可以达到70％以上。
(2)所采用的离子液体无挥发性，有利于反应结束后离子液体的回收及再利用。
(3)所采用的离子液体液态范围宽，在聚合反应的温度范围内，有利于反应温度的控制。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细阐述。
实施例1取8克[Bmim]BF4离子液体，将称好的0.016克引发剂偶氮二异丁腈倒入，再加入0.000308mol的衣康酸，然后依次加入0.0236mol的丙烯腈和0.00256mol的丙烯酸甲酯，在添加的同时不停的搅动离子液体。等搅拌均匀后，加热混合后的离子液体到65℃，保持该温度4小时，使其充分聚合。根据国标测定，获得的丙烯腈共聚物粘均分子量为6.46×104，转化率达到78％。
实施例2取8克[Bmim]BF4离子液体，将称好的0.016克引发剂偶氮二异丁腈倒入，再加入0.000154mol的衣康酸，然后依次加入0.0236mol的丙烯腈和0.00337mol的丙烯酸甲酯，在添加的同时不停的搅动离子液体。等搅拌均匀后，加热混合后的离子液体到70℃，保持该温度1小时，使其充分聚合。根据国标测定，获得的丙烯腈共聚物粘均分子量为5.32×104，转化率达到80％。
实施例3取8克[Bmim]BF4离子液体，将称好的0.016克引发剂偶氮二异丁腈倒入，再加入0.000308mol的衣康酸，然后依次加入0.0236mol的丙烯腈和0.00256mol的丙烯酸甲酯，在添加的同时不停的搅动离子液体。等搅拌均匀后，加热混合后的离子液体到80℃，保持该温度0.5小时，使其充分聚合。根据国标测定，获得的丙烯腈共聚物粘均分子量为5.32×104，转化率达到80％。
权利要求
1.一种快速高效制备丙烯腈聚合物的方法，其特征在于，包括如下步骤将第一单体丙烯腈、第二单体丙烯酸甲酯、第三单体衣康酸、引发剂依次加入离子液体中，搅拌溶解，在50-80℃，聚合反应0.5～4小时，得到丙烯腈共聚物。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的[Bmim]BF4离子液体由阴离子和阳离子组成；所说的阴离子为BF4-；所说的阳离子为
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所用的[Bmim]BF4离子液体的液态范围为-73℃～486℃。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的引发剂为偶氮二异丁腈，用量为总单体质量的0.2～1.2％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，总单体在离子液体中的质量为10～35％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第一单体质量占总单体质量的80～88％，第二单体质量占总单体质量的11.5～17％，第三单体质量占总单体质量的0.5～3％。
7.根据权利要求1、2、4、5、6任一项所述的方法，其特征在于，所制备的丙烯腈共聚物的粘均分子量为3×104～8×104，转化率达到70％以上。
全文摘要
本发明公开了一种快速高效制备丙烯腈聚合物的方法，包括如下步骤将第一单体丙烯腈、第二单体丙烯酸甲酯、第三单体衣康酸、引发剂依次加入离子液体中，搅拌溶解，在50－80℃，聚合反应0.5～4小时，得到丙烯腈共聚物。本发明的有益效果是大大加快聚合反应的速率，转化率提高；所采用的离子液体无挥发性，有利于反应结束后离子液体的回收及再利用；所采用的离子液体液态范围宽，在聚合反应的温度范围内，有利于反应温度的控制。
文档编号C08F220/04GK1775821SQ200510111530
公开日2006年5月24日 申请日期2005年12月15日 优先权日2005年12月15日
发明者张玉梅, 李达, 王华平, 王彪, 刘崴崴, 赵婷婷, 赵天瑜, 屠晓萍 申请人:东华大学