CN100537618C - 一种疏松多孔型聚丙烯腈树脂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种疏松多孔型聚丙烯腈树脂的制备方法，其特点是将聚乙烯醇、去离子水在40摄氏度恒温水浴下搅拌至聚乙烯醇完全溶解；将引发剂过硫酸钾、分散剂聚乙烯醇溶液、乳化剂失水山梨醇三油酸酯和单体丙烯腈加入去离子水中，预分散30分钟，通氮气除氧，搅拌，加热，进行悬浮态乳液聚合，产物冷却、分离、干燥，得到初级粒子粒径为0.5～1.5微米，树脂粒径为200～400微米，分子量为20～40万的疏松多孔型聚丙烯腈树脂，所得树脂具有易脱除单体、易加工等优点。

Description

一种疏松多孔型聚丙烯腈树脂的制备方法
(一)技术领域：
本发明涉及一种聚丙烯腈树脂的制备方法，尤其是一种疏松多孔型聚丙烯腈树脂的制备方法。
(二)背景技术：
聚丙烯腈树脂是高分子材料领域重要的前驱体之一，具有优异的耐光性、耐候性、耐虫蛀性、耐辐射性、抗微生物降解性。高分子量和易于加工成型的疏松多孔型聚丙烯腈树脂的制备，已成为高分子材料合成领域的重要研究课题。
聚丙烯腈树脂传统的合成方法有溶液聚合，悬浮聚合和乳液聚合。溶液聚合得到的树脂分子量较低，无法满足高性能聚丙烯腈树脂的要求；悬浮聚合得到的树脂具有密实结构的球状树脂不利于加工；乳液聚合得到的树脂粒径较小，后处理复杂。
(三)发明内容：
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，而提供一种初级粒子均匀分布的疏松多孔型聚丙烯腈树脂的新制备方法。
本发明的目的可以通过如下措施来达到：一种疏松多孔型聚丙烯腈树脂的制备方法，其特征是：将聚乙烯醇、去离子水在40摄氏度恒温水浴下搅拌至聚乙烯醇完全溶解；将引发剂过硫酸钾、分散剂聚乙烯醇溶液、乳化剂失水山梨醇三油酸酯和单体丙烯腈加入去离子水中，预分散30分钟，通氮气除氧，搅拌，加热，进行悬浮态乳液聚合，产物冷却、分离、干燥。单体丙烯腈与去离子水的质量比为1:(0.2～0.8)。引发剂的加入量为单体质量的0.25～0.85％。分散剂的加入量为单体质量的0.08～0.35％。乳化剂与单体的体积比为(0.015～0.040):1。搅拌速率为300～600转/分钟。反应温度为60～70摄氏度。通氮气除氧时间40分钟。
本发明与已有技术相比具有如下优点：本发明提供的制备方法简便易行，只需调节分散剂和乳化剂的用量，控制搅拌速率，即可控制聚合物颗粒中初级粒子的大小，得到合适粒径范围内的疏松多孔型聚丙烯腈树脂。
本发明采用悬浮态乳液聚合，通过一步聚合法制备了初级粒子粒径为0.5～1.5微米，树脂粒径为200～400微米，分子量为20～40万的疏松多孔型聚丙烯腈树脂，而且制备过程简单、能耗小、成本低。
(四)具体实施方式：
下面详细说明本发明并给出几个实施例：
实施例1：浓度为4％的聚乙烯醇水溶液4.2毫升，失水山梨醇三油酸酯2.4毫升，去离子水15.3毫升，过硫酸钾0.1209克和丙烯腈60.0毫升，混合均匀至均相体系，室温预分散30分钟，通氮气除氧40分钟，升温至70摄氏度，调节搅拌速率每分钟300转，反应2小时，停止反应，产物经冷却、离心分离、无水乙醇洗涤三次，在室温下真空干燥至恒重。
所得聚合物分子量为26.5万，聚合物颗粒平均粒径为240微米。其内部初级粒子结构的扫描电镜照片如图1所示。
实施例2：浓度为4％的聚乙烯醇水溶液4.2毫升，失水山梨醇三油酸酯1.5毫升，去离子水34.5毫升，过硫酸钾0.2418克和丙烯腈60.0毫升，混合均匀至均相体系，室温预分散30分钟，通氮气除氧40分钟，升温至65摄氏度，调节搅拌速率每分钟400转，反应2小时，停止反应，产物经冷却，离心分离，无水乙醇洗涤三次，在室温下真空干燥至恒重。
所得聚合物分子量为25.4万，聚合物颗粒平均粒径为280微米。
实施例3：浓度为4％的聚乙烯醇水溶液4.2毫升，失水山梨醇三油酸酯0.9毫升，去离子水15.3毫升，过硫酸钾0.4112克和丙烯腈60.0毫升，混合均匀至均相体系，室温预分散30分钟，通氮气除氧40分钟，升温至60摄氏度，调节搅拌速率每分钟600转，反应2小时，停止反应，产物经冷却，离心分离，无水乙醇洗涤三次，在室温下真空干燥至恒重。
所得聚合物分子量为22.6万，聚合物颗粒平均粒径为340微米。
实施例4：浓度为4％的聚乙烯醇水溶液1.0毫升，失水山梨醇三油酸酯1.5毫升，去离子水9.0毫升，过硫酸钾0.2418克和丙烯腈60.0毫升，混合均匀至均相体系，室温预分散30分钟，通氮气除氧40分钟，升温至70摄氏度，调节搅拌速率每分钟450转，反应2小时，停止反应，产物经冷却，离心分离，无水乙醇洗涤三次，在室温下真空干燥至恒重。
所得聚合物分子量为23.1万，聚合物颗粒平均粒径为370微米。
实施例5：浓度为4％的聚乙烯醇水溶液2.0毫升，失水山梨醇三油酸酯2.4毫升，去离子水17.4毫升，过硫酸钾0.1209克和丙烯腈60.0毫升，混合均匀至均相体系，室温预分散30分钟，通氮气除氧40分钟，升温至60摄氏度，调节搅拌速率每分钟300转，反应2小时，停止反应，产物经冷却，离心分离，无水乙醇洗涤三次，在室温下真空干燥至恒重。
所得聚合物分子量为35.2万，聚合物颗粒平均粒径为250微米。
实施例6：浓度为4％的聚乙烯醇水溶液4.2毫升，失水山梨醇三油酸酯2.4毫升，去离子水15.3毫升，过硫酸钾0.1209克和丙烯腈60.0毫升，混合均匀至均相体系，室温预分散30分钟，通氮气除氧40分钟，升温至65摄氏度，调节搅拌速率每分钟300转，反应2小时，停止反应，产物经冷却，离心分离，无水乙醇洗涤三次，在室温下真空干燥至恒重。
所得聚合物分子量为30.3万，聚合物颗粒平均粒径为320微米。
(五)附图说明：
图1是实施例1的聚丙烯腈树脂内部初级粒子结构的扫描电镜照片。

Claims (1)

1、一种疏松多孔型聚丙烯腈树脂的制备方法，其特征是：将聚乙烯醇、去离子水在40摄氏度恒温水浴下搅拌至聚乙烯醇完全溶解；将引发剂过硫酸钾、分散剂聚乙烯醇溶液、乳化剂失水山梨醇三油酸酯和单体丙烯腈加入去离子水中，其中，丙烯腈与去离子水的质量比为1：0.2～1：0.8，过硫酸钾的加入量为丙烯腈质量的0.25～0.85％，分散剂的加入量为丙烯腈质量的0.08～0.35％，失水山梨醇三油酸酯与丙烯腈的体积比为0.015：1～0.040：1，搅拌速率为300～600转/分钟，反应温度为60～70摄氏度，预分散30分钟，通氮气除氧40分钟，搅拌，加热，进行悬浮态乳液聚合，产物冷却、分离、干燥。
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