問題之一,即提出一種用于制備分 子質量小于8000g/mol、例如小于6000g/mol的(甲基)丙締酸聚合物的方法。
[0040] 另外,應注意的是,本發(fā)明的方法是不使用任何溶劑如仲醇、例如異丙醇,或易生 成揮發(fā)性有機化合物(VOC)的任何其他溶劑的方法。準確地說,本發(fā)明的方法是在沒有有機 溶劑的情況下進行的。術語"溶劑"或"有機溶劑"是指在其操作溫度下,對液相反應物和反 應產物是惰性的任何物質,其功能是稀釋其他物質而不會化學地改變它們且自身不會被改 變。
[0041] 本發(fā)明還使得能夠無需本領域技術人員眾所周知的鏈轉移劑,例如硫醇和烷基面 化物。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明,根據(jù)上述方法通過聚合反應獲得的在溶液中的(甲基)丙締酸聚合物 具有小于8000g/mol的分子質量。根據(jù)一個實施方案,它還具有2至3的多分散性指數(shù)PI。
[0043] 聚合物一般用兩種指數(shù)/量度/數(shù)值來表征:
[0044] -多分子性指數(shù)PI(也同樣被稱為多分散性指數(shù)PD);和
[0045] -分子質量(也同樣被稱為摩爾質量或分子重量),Wg/mol表示。
[0046] 多分散性指數(shù)對應于(甲基)丙締酸聚合物中不同大分子的摩爾質量分布。如果全 部的大分子具有相同的長度(因而有相同的分子質量),則該指數(shù)接近于1。另一方面,如果 大分子具有不同的長度(因而有不同的分子質量),P巧旨數(shù)則大于1。聚合物的PI指數(shù)越接近 1,該聚合物在其各種應用中越高效。
[0047] 然而,可W證實的是,獲得PI指數(shù)接近于1的(甲基)丙締酸聚合物是非常昂貴的。 本發(fā)明的方法使得能夠獲得具有良好P巧旨數(shù)的(甲基)丙締酸聚合物,同時控制工藝相關的 成本。
[004引根據(jù)一個實施方案,該P巧旨數(shù)是2到3。
[0049] 根據(jù)本發(fā)明主題的方法的步驟C),在引入待聚合的單體之前將合成反應器加熱至 60 °C的最低溫度。
[0050] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面,將反應器加熱至至少80°C,例如加熱至95°C。
[0051] 在整個聚合步驟d)中,保持至少60°C、例如85°C或90°C的溫度。
[0052] 聚合步驟d)需要使用聚合引發(fā)體系。術語"聚合引發(fā)體系"或"聚合引發(fā)劑體系"是 指能夠引發(fā)單體聚合的體系。它通常是具有生成自由基能力的化合物。
[0053] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面,聚合引發(fā)體系選自過氧化氨、過硫酸鋼、過硫酸鐘、過硫 酸錠、氨過氧化物和運些化合物中的至少兩種的混合物。
[0054] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,在步驟d2)中使用的聚合引發(fā)體系是過氧化氨,也稱為 出化。
[0055] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面,方法的步驟a)包括向合成反應器中引入W下成分:
[0化6] al)水,
[0化7] a2)碳酸銅化C〇3,或其衍生物,
[0058] a3)相對于化合物曰2)摩爾過量的(甲基)丙締酸或馬來酸。
[0059] 該步驟引起了合成反應器中(甲基)丙締酸銅和/或馬來酸銅的制備。
[0060] 術語"(甲基)丙締酸銅"是指丙締酸銅和/或甲基丙締酸銅。
[0061] (甲基)丙締酸或馬來酸相對于化合物a2)是摩爾過量的,如此使得合成反應器中 化合物a2)的全部銅原子均為電離的形式。
[0062] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,步驟a)中獲得的(甲基)丙締酸銅或馬來酸銅與根據(jù)步 驟d)待聚合的所述(甲基)丙締酸單體之間的質量百分比(重量/重量)為0.5%~5%,例如 1%~4%,或 1.5%~3%。
[0063] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,鐵鹽例如硫酸亞鐵或其水合衍生物與所述待聚合的 (甲基)丙締酸單體之間的質量百分比(重量/重量)為0.01%~3%,例如0.03%~1%,或 0.05%~0.5%。
[0064] 根據(jù)本發(fā)明的再一個方面,本發(fā)明的方法是運樣的:
[0065] -步驟a)和b)是同時的,
[0066] -將碳酸銅化C〇3或其衍生物用于制備所述(甲基)丙締酸銅或所述馬
[0067] 來酸銅,
[0068] -所述鐵鹽是硫酸亞鐵或其水合衍生物。
[0069] 本發(fā)明還設及一種用于在水溶液中制備(甲基)丙締酸聚合物的方法,所述聚合物 的分子質量為小于8000g/mol,該方法包括W下步驟:
[0070] A)向合成反應器中引入W下成分:
[0071] Al)水,
[0072] A2)碳酸銅CuC〇3、或其衍生物,
[0073] A3)(甲基)丙締酸或馬來酸,
[0074] A4)鐵鹽化S〇4、或其水合衍生物,
[00巧]B)將反應器加熱至至少6(TC的溫度,
[0076] C)將W下化合物連續(xù)地且同時地引入到反應器中:
[0077] Cl)待聚合的(甲基)丙締酸單體,
[007引C2)聚合引發(fā)體系。
[0079] 根據(jù)本發(fā)明的該主題的另一個方面,碳酸銅或其衍生物與所述待聚合的(甲基)丙 締酸單體之間的質量百分比(重量/重量)為0.01 %~3%,例如0.03%~1 %,或0.05%~ 0.5%。
[0080] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,碳酸銅或其衍生物與硫酸亞鐵或其水合衍生物的質量 比為1:4~10:1,例如為1:3~4:1。
[0081] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面,所述方法是不向反應器添加鏈轉移劑型化合物,例如不 添加式(I)的化合物:
[0082]
[0083] 其中;
[0084] -X表示Na、K或 H,
[0085] -R表示包含1至化個碳原子的烷基鏈。
[0086] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,所述方法特別是不向反應器中添加=硫代碳酸二丙基 醋(DPTTC,CAS號為6332-91-8)及其鹽,例如其二鋼鹽硫代碳酸二丙酸鋼,CAS號為 86470-33-2,分子量= 298.31g/mol ),如下式(IV)所示:
[0087]
[0088] 根據(jù)本發(fā)明的再一個方面,反應條件是使得待聚合的單體的轉化率大于99%。
[0089] 殘余單體的量(丙締酸或甲基丙締酸)可W通過高壓液相色譜化PLC)測量。在該方 法中,混合物的構成組分在固定相上分離,并通過UV檢測器檢測。在校準檢測器之后,可W 根據(jù)丙締酸化合物對應的峰的面積來獲得殘余的(甲基)丙締酸的量。
[0090] 該方法具體在由Modulo 出版的M.化 avanne、A. Julien、G.J. BeaudoiruE. Flamand 的乂himie Organique E邱紅imentale【實驗有機化學】"手冊第二版的第18章,第271-325 頁中描述。
[0091] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,反應條件為使得待聚合的單體的轉化率大于99.5%。 在運種情況下,殘余單體的量小于0.5 %或小于5000ppm。
[0092] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,反應條為件使得待聚合的單體的轉化率大于99.7 %。 在運種情況下,殘余單體的量小于0.3 %或小于3000ppm。
[0093] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,該方法不包括用于在聚合步驟d)之后去除反應副產物 的任何步驟。
[0094] 用途:
[00M]本發(fā)明的另一個主題設及碳酸銅化C〇3或其衍生物用于在溶液中制備(甲基)丙締 酸聚合物的用途,所述聚合物的分子質量為小于8000g/mol。
[0096] 本發(fā)明還設及碳酸銅化C〇3或其衍生物和硫酸亞鐵化S化或其衍生物相結合用于在 溶液中制備(甲基)丙締酸聚合物的用途,所述聚合物的分子質量小于8000g/mol。
[0097] 根據(jù)運些用途的一個實施方案,碳酸銅或其衍生物與待聚合的(甲基)丙締酸單體 之間的質量百分比(重量/重量)為0.01 %~3%,例如0.03%~1 %,或0.05%~0.5%。
[0098] 根據(jù)運些用途的一個實施方案,硫酸亞鐵或其水合衍生物與所述(甲基)丙締酸單 體之間的質量百分比