电化学聚合制备聚丙烯酸酯的方法
【专利摘要】本发明公开了一种电化学聚合制备聚丙烯酸酯的方法，以丙烯酸酯单体为原料，以OP?10和十二烷基硫酸钠为复合乳化剂，以过硫酸铵为引发剂，以铁作电极在恒电流以及室温的条件下制备聚丙烯酸酯。本发明工艺简单，操作方便，制备得到的聚丙烯酸酯产率在85%以上。
【专利说明】
电化学聚合制备聚丙烯酸酯的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电化学制备高分子聚合物的方法，特别是涉及一种电化学乳液聚 合制备高分子聚合物的方法，应用于高分子聚合物合成技术领域。
【背景技术】
[0002] 电化学聚合具有在常温、常压下进行，可通过控制电压或者不同电极合成所需的 有机产品等优点，从而使电化学制备高分子聚合物应用已较为广泛。由于目前研究的电化 学聚合方法主要是本体聚合、溶液聚合，但对于电化学乳液聚合制备高分子聚合物却鲜有 报道。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种 电化学聚合制备聚丙烯酸酯的方法，以丙烯酸酯单体为原料，以0P-10和十二烷基硫酸钠为 乳化剂，过硫酸铵为引发剂，以铁作电极在恒电流以及室温的条件下制备聚丙烯酸酯。本发 明工艺简单，操作方便，制备得到的聚丙烯酸酯产率在85%以上。
[0004] 为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案： 一种电化学聚合制备聚丙烯酸酯的方法，包括如下步骤： a. 将100-300ml去离子水、1-5份复合乳化剂，在50-70°C下搅拌0.5-lh，得到乳化混合 液;复合乳化剂优选由质量比为1:2的0P-10和十二烷基硫酸钠混合配制而成； b. 按照在所述a步骤中的份数标准计，将100份丙烯酸酯加入到在所述a步骤中所得物 质中，搅拌〇. 5-lh，制备丙烯酸酯混合液体系；丙烯酸酯优选采用甲基丙烯酸甲酯、甲基丙 烯酸丁酯和甲基丙烯酸异辛酯中的任意一种或任意几种的混合物； c. 按照在所述a步骤中的份数标准计，向在所述b步骤中制备的丙烯酸酯混合液体系 中通20-60min氮气，并向丙烯酸酯混合液体系中滴加含有1-5份过硫酸铵的过硫酸铵溶液， 得到电化学反应液体系，将铁电极置入电化学反应液体系中并固定，组成电化学反应器系 统，将恒定电流调至0.1-0.4A，在20-30 °C下搅拌电化学反应液体系，进行电化学反应6-l〇h，得到反应产物体系;优选在室温下进行电化学反应，制备反应产物体系； d. 向在所述c步骤中得到的反应产物体系中加入质量分数为1-2%的氯化钠溶液50-100ml，在搅拌0.5-lh后，过滤并分离固态产物，然后将固态产物烘干，即制得聚丙烯酸酯。
[0005] 作为本发明优选的技术方案，在所述步骤a、b和c中，优选采用的材料的份数均为 重量份;进一步优选采用的材料的份数均为重量g。
[0006] 本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点： 本发明工艺简单，操作方便，成本较低，制备得到的聚丙烯酸酯产率在85%以上，适合工 业应用，具有很好的市场前景。
【具体实施方式】
[0007] 本发明的优选实施例详述如下： 实施例一： 在本实施例中，一种电化学聚合制备聚丙烯酸酯的方法，包括如下步骤： a. 水浴锅升温至60°C，采用由质量比为1:2的0P-10和十二烷基硫酸钠混合配制而成 复合乳化剂，称取3g复合乳化剂，用量筒量取300ml去离子水，将复合乳化剂和去离子水倒 入到1000ml四口烧瓶中，放入到水浴锅中，中速搅拌0.5h，反应得到乳化混合液； b. 待所述a步骤反应结束后，将100g甲基丙烯酸甲酯倒入四口烧杯中，与在所述a步骤 中所得乳化混合液混合，搅拌0.5h，得到反应溶液体系； c. 称取2g过硫酸铵，量筒量取50ml去离子水，一起倒入100ml烧杯中溶解制备过硫酸 铵溶液，将溶解后制备的过硫酸铵溶液倒入250ml分液漏斗中，再将分液漏斗插入到四口烧 瓶中； d. 打开恒流电源，调节恒电流至0.3A后关闭电源，取两片尺寸大小为5 cmX 2 cmX 0.1 cm的铁电极固定在四口烧瓶里，使铁片电极全部浸没在所述b步骤制备的反应溶液体 系中并固定，完成电化学反应器系统的安装设置； e. 向四口烧杯中通入氮气60min，同时将在步骤d中完成安装设置的恒流电源和在步 骤c中安装好分液漏斗打开，将分液漏斗中的过硫酸铵溶液滴加到四口烧瓶里的在步骤b中 制备的反应溶液体系中，在室温下以300r/min的搅拌速度对电化学反应液体系进行中速搅 拌，使电化学反应8个小时，得到反应产物体系； f. 将在步骤e中所得反应产物体系倒入500ml烧杯中，加入质量分数为1%的氯化钠溶 液100ml，以300r/min的搅拌速度对电化学反应液体系进行中速搅拌0.5h后，过滤并分离固 态产物，将所得的固态物质取出后再放入到500ml烧杯中，然后用去离子水进行反复冲洗五 次后，再过滤烘干，即制得聚甲基丙烯酸甲酯。
[0008] 性能实验测试： 对本实施例制备的聚甲基丙烯酸甲酯制备工艺进行性能实验测试，得到本实施例所制 备的聚甲基丙烯酸甲酯产率可达85%以上。参见表1。
[0009] 实施例二： 本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于： 在本实施例中，一种电化学聚合制备聚丙烯酸酯的方法，包括如下步骤： a. 水浴锅升温至60°C，采用由质量比为1:2的0P-10和十二烷基硫酸钠混合配制而成 复合乳化剂，称取2g复合乳化剂，用量筒量取300ml去离子水，将复合乳化剂和去离子水倒 入到1000ml四口烧瓶中，放入到水浴锅中，中速搅拌0.5h，反应得到乳化混合液； b. 待所述a步骤反应结束后，将100g甲基丙烯酸丁酯倒入四口烧杯中，与在所述a步骤 中所得乳化混合液混合，搅拌0.5h，得到反应溶液体系； c. 称取3g过硫酸铵，量筒量取50ml去离子水，一起倒入100ml烧杯中溶解制备过硫酸 铵溶液，将溶解后制备的过硫酸铵溶液倒入250ml分液漏斗中，再将分液漏斗插入到四口烧 瓶中； d. 打开恒流电源，调节恒电流至0.2A后关闭电源，取两片尺寸大小为5 cmX 2 cmX 0.1 cm的铁电极固定在四口烧瓶里，使铁片电极全部浸没在所述b步骤制备的反应溶液体 系中并固定，完成电化学反应器系统的安装设置； e. 本步骤与实施例一相同； f. 将在步骤e中所得反应产物体系倒入500ml烧杯中，加入质量分数为1%的氯化钠溶 液100ml，以300r/min的搅拌速度对电化学反应液体系进行中速搅拌0.5h后，过滤并分离固 态产物，将所得的固态物质取出后再放入到500ml烧杯中，然后用去离子水进行反复冲洗五 次后，再过滤烘干，即制得聚甲基丙烯酸丁酯。
[0010] 性能实验测试： 对本实施例制备的聚甲基丙烯酸丁酯制备工艺进行性能实验测试，得到本实施例所制 备的聚甲基丙烯酸丁酯产率可达85%以上。参见表1。
[0011] 实施例三： 本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于： 在本实施例中，一种电化学聚合制备聚丙烯酸酯的方法，包括如下步骤： a. 水浴锅升温至60°C，采用由质量比为1:2的0P-10和十二烷基硫酸钠混合配制而成 复合乳化剂，称取2.5g复合乳化剂，用量筒量取300ml去离子水，将复合乳化剂和去离子水 倒入到1000ml四口烧瓶中，放入到水浴锅中，中速搅拌0.5h，反应得到乳化混合液； b. 待所述a步骤反应结束后，将100g甲基丙烯酸异辛酯倒入四口烧杯中，与在所述a步 骤中所得乳化混合液混合，搅拌〇. 5h，得到反应溶液体系； c. 称取2.5g过硫酸铵，量筒量取50ml去离子水，一起倒入100ml烧杯中溶解制备过硫 酸铵溶液，将溶解后制备的过硫酸铵溶液倒入250ml分液漏斗中，再将分液漏斗插入到四口 烧瓶中； d. 打开恒流电源，调节恒电流至0.1A后关闭电源，取两片尺寸大小为5 cmX 2 cmX 0.1 cm的铁电极固定在四口烧瓶里，使铁片电极全部浸没在所述b步骤制备的反应溶液体 系中并固定，完成电化学反应器系统的安装设置； e. 本步骤与实施例一相同； f. 将在步骤e中所得反应产物体系倒入500ml烧杯中，加入质量分数为1%的氯化钠溶 液100ml，以300r/min的搅拌速度对电化学反应液体系进行中速搅拌0.5h后，过滤并分离固 态产物，将所得的固态物质取出后再放入到500ml烧杯中，然后用去离子水进行反复冲洗五 次后，再过滤烘干，即制得聚甲基丙烯酸异辛酯。
[0012]性能实验测试： 对本实施例制备的聚甲基丙烯酸异辛酯制备工艺进行性能实验测试，得到本实施例所 制备的聚甲基丙烯酸异辛酯产率可达85%以上。参见表1。
[0013] 本发明上述实施例制备的聚丙烯酸酯性能的测试结果如下表1所示： 表1.实施例一~三的聚丙烯酸酯性能的测试结果
本发明上述实施例电化学聚合制备聚丙烯酸酯的方法，以丙烯酸酯单体为原料，以0P-10和十二烷基硫酸钠为复合乳化剂，以过硫酸铵为引发剂，以铁作电极在恒电流以及室温 的条件下制备聚丙烯酸酯。本发明上述实施例工艺简单，操作方便，制备得到的聚丙烯酸酯 产率在85%以上。
[0014] 上面对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发 明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改 变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不 背离本发明电化学聚合制备聚丙烯酸酯的方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保 护范围。
【主权项】
1. 一种电化学聚合制备聚丙烯酸酯的方法，其特征在于，包括如下步骤： a. 将100-300ml去离子水、1-5份复合乳化剂，在50-70°C下搅拌0.5-lh，得到乳化混合 液； b. 按照在所述a步骤中的份数标准计，将100份丙烯酸酯加入到在所述a步骤中所得物 质中，搅拌〇. 5-lh，制备丙烯酸酯混合液体系； c. 按照在所述a步骤中的份数标准计，向在所述b步骤中制备的丙烯酸酯混合液体系 中通20-60min氮气，并向丙烯酸酯混合液体系中滴加含有1-5份过硫酸铵的过硫酸铵溶液， 得到电化学反应液体系，将铁电极置入电化学反应液体系中并固定，组成电化学反应器系 统，将恒定电流调至0.1-0.4A，在20-30 °C下搅拌电化学反应液体系，进行电化学反应6-l〇h，得到反应产物体系； d. 向在所述c步骤中得到的反应产物体系中加入质量分数为1-2%的氯化钠溶液50-100ml，在搅拌0.5-lh后，过滤并分离固态产物，然后将固态产物烘干，即制得聚丙烯酸酯。2. 根据权利要求1所述电化学聚合制备聚丙烯酸酯的方法，其特征在于:在所述步骤a 中，所述复合乳化剂由质量比为1:2的0P-10和十二烷基硫酸钠混合配制而成。3. 根据权利要求1所述电化学聚合制备聚丙烯酸酯的方法，其特征在于:在所述步骤b 中，丙烯酸酯采用甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸异辛酯中的任意一种或 任意几种的混合物。4. 根据权利要求1~3中任意一项所述电化学聚合制备聚丙烯酸酯的方法，其特征在 于:在所述步骤a、b和c中，采用的材料的份数均为重量份。5. 根据权利要求4所述电化学聚合制备聚丙烯酸酯的方法，其特征在于:在所述步骤a、 b和c中，采用的材料的份数均为重量g。6. 根据权利要求1~3中任意一项所述电化学聚合制备聚丙烯酸酯的方法，其特征在 于:在所述c步骤中，在室温下进行电化学反应。
【文档编号】C08F120/18GK105968239SQ201610396622
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】张剑秋, 程知萱, 张胜佳, 付凌霄, 韩晓兵
【申请人】上海大学