本发明涉及一种直接催化聚合丙炔醇制备丙炔醇:丙炔氯共聚物的方法,属于功能高分子应用领域。 聚乙炔类物质由于其分子含一定长度的共轭双键链段而具有半导体性质,被认为是有希望的高分子半导体材料,乙炔及取代乙炔的均聚和共聚,及其聚合物性能被广泛研究,现有技术提供的丙炔氯共聚物是由丙炔醇和丙炔氯两种单体在一定条件下进行共聚反应而制得白明章等(南开大学)发表的题为“钼络合物催化的丙炔醇和丙炔氯共聚反应研究”一文提出丙炔氯和丙炔醇在钼络合物及甲苯存在下进行共聚反应。
CA 110(22)P193667u
Manufacture of halogen Containing
Substituted acetylene Polymers
Tusaoka,yoshinari
用卤化试剂在溶剂及自由基引发剂存在下对取代乙炔聚合物进行处理,得到含卤素取代乙炔聚合物,现有这些方法都需要使用丙炔氯作原料或者先聚合,再对聚合物进行卤化处理,工艺方法较繁锁,聚合成本较高,时间也较长。
本发明提供一种不需添加丙炔氯,只用丙炔醇为单体加入氯化剂直接催化聚合制备丙炔醇:丙炔氯共聚物的方法。
本发明提供的合成过程为:将丙炔醇、氯化剂和(Ph3P)2PdCl2或PdCl2做催化剂,按照丙炔醇∶氯化剂∶催化剂∶溶剂=1∶0.006~1.2∶0.0005~0.005∶0.25~10的配比,在耐压并充有氮气的容器中进行反应,温度维持60-120℃,反应3-30小时以后,得到产品丙炔醇∶丙炔氯共聚物、或在吡啶、二甲基甲酰胺等溶剂存在下,还可制备丙炔醇:丙炔氯季铵盐如:
本发明提供的方法,更可以RC≡CROH或HORC≡CR2OH为原料,(R-CH2n+1,n=0-8,R C.H.n=1-8,R=CnH2n,n=1-8),含氮化合物为溶剂,加入卤化剂,催化聚合得到共聚物Ⅰ和Ⅱ,过程中不需加入炔卤。炔醇∶卤化剂∶催化剂∶溶剂=1∶0.006~1.2∶0.0005~0.005∶0.25~10,温度60-120℃,反应3-30小时。
〔N〕表示含氮化合物溶剂分子
本发明提供的方法,所得共聚物在室温下,以1.2×106P压力,压成圆片,以一定重量的不锈钢圆柱为电极,用高阻计测量电导率得到共聚物的电导率为:(测量电压100V)
W(Cl) 0.0965 0.0995
σ(scm-1) 2×10-85×10-8
共聚物Ⅰ或Ⅱ的电导率在10-10scm-1~10-5scm-1之间,W表示氯元素的质量分数。
本方法所制得的共聚物,具有吸湿性,吸湿后在60-110℃加热一定时间可以再生。在平均温度为21℃时称取一定重量的共聚物,放入有毛发湿度计地密闭干燥器中,记录湿度随时间的变化,得到共聚物的吸湿能力为:
时间(小时) 0 0.7 1.5 17.5 20 25 平衡
相对湿度(%) 75 74 72 69 67 65 63
共聚物的吸湿率为16.5%。共聚物Ⅰ或Ⅱ的吸湿率可为10~30%。
本发明所提供的直接催化聚合方法与现有技术相比的优点是不需要添加单体丙炔氯,既节省了人力、物力和时间,也简化了操作。
实施例1
0.5g丙炔醇HC≡CCH2OH和0.012g(Ph3P)2PdCl2,0.5gCCl4和1gPy,在90℃,反应10个小时,得到0.44g丙炔醇∶丙炔氯∶N-丙炔基吡啶氯化物共聚物,其中含量26.2%。含量为10.6%。
实施例2
0.5gHC≡CCH2OH和0.012g(Ph3P)2PdCl2,0.3gCCl4以及1gDMF在100℃下于耐压容器内有氮气保护下反应15小时后制得0.43g丙炔醇∶丙炔氯∶N-丙炔基-N,N-二甲基甲酰胺氯化物,其中含量为11.5%,。
实施例3
按照实施例1和2的方法,改变氯化剂与炔醇的比例,得到含不同氯元素含量的共聚产物,共聚物的氯元素含量如下表:
CCl4:HC≡CCH2OH W(Cl)
1:50 0.0278
1:25 0.0404
1:10 0.0664
1:5 0.0867
1:2.5 0.0965
1:1.7 0.103