[发明专利]低分子量分布的聚丙烯腈及其制备方法

权利要求书

1.一种低分子量分布的聚丙烯腈，其特征在于：该聚丙烯腈是由丙烯腈均聚而成，粘均分子量为1×10³～5×10⁴，分子量分布为1.04～1.56，残留催化剂含量≤10ppm。

2.根据权利要求1所述的低分子量分布的聚丙烯腈，其特征在于：所述的聚丙烯腈是作为单分散的标准样品或者是用作嵌段共聚或接枝共聚的大单体。

3.低分子量分布的聚丙烯腈的制备方法，包括下列步骤：

(1)将丙烯腈、催化剂、配位剂依次加入离子液体中，室温溶解，加入引发剂，并通入惰性气体，进行原子转移自由基聚合反应；

(2)反应后用冰浴停止聚合反应，以水凝固聚合产物并反复洗涤、过滤、干燥进行纯化，得聚丙烯腈。

4.根据权利要求3所述的低分子量分布的聚丙烯腈的制备方法，其特征在于：所述的溶剂离子液体是由阳离子和阴离子构成的化合物，阳离子包括下列阳离子中的一种：

或

烷基季铵离子     烷基季磷离子          烷基咪唑离子          烷基吡啶离子

其中：R1，R2，R3，R4，R5和R6是H或碳原子数为1-8的烃基，可以相同，也可以不同；

所述的阴离子包括Cl^-、Br^-、BF₄^-、PF₆^-、CF₃8O₃^-、CF₃COO^-、(CF₃SO₂)₂N^-或(CF₃SO₂)₃C^-中的一种。

5.根据权利要求3所述的低分子量分布的聚丙烯腈的制备方法，其特征在于：所述丙烯腈占离子液体的质量百分数为10～35％。

6.根据权利要求3所述的低分子量分布的聚丙烯腈的制备方法，其特征在于：所述的催化剂为过渡金属化合物，选自Cu(I)、Fe(II)、Ni(II)、Ru(II)、Rh(II)、Mo(V)或Re(V)的卤化物中的一种，用量为丙烯腈质量的0.25～5.20％。

7.根据权利要求3所述的低分子量分布的聚丙烯腈的制备方法，其特征在于：所述的配位剂选自2，2’-联二吡啶及其衍生物、N，N’-四甲基乙二胺及其它多甲基多胺、双甲胺基乙基醚、N，N’-四甲基氨基聚氧乙烯醚、三乙烯二胺、五甲基二乙烯三胺、三乙烯四胺、三苯基膦、六甲基磷酰三胺或邻二氮菲中的一种，用量为丙烯腈质量的0.45～8.80％。

8.根据权利要求3所述的低分子量分布的聚丙烯腈的制备方法，其特征在于：所述的引发剂选自四氯化碳、2-氯乙腈、2-溴乙腈、2-溴丙酸甲酯、2-氯丙酸甲酯、2-溴丙酸乙酯、2-氯丙酸乙酯、1-苯基溴乙烷、1-苯基氯乙烷、1-苄基溴或2-溴异丁酸乙酯中的一种，用量为丙烯腈质量的0.85～6.50％。

9.根据权利要求3所述的低分子量分布的聚丙烯腈的制备方法，其特征在于：所述的惰性气体是氮气或氩气。

10.根据权利要求3所述的低分子量分布的聚丙烯腈的制备方法，其特征在于：所述的反应是指40～70℃，反应0.5～7小时，反应转化率为30～93％。

11.根据权利要求3所述的低分子量分布的聚丙烯腈的制备方法，其特征在于：所述的纯化是指用体积为反应液体积3～15倍的常温水进行聚合物凝固，用温度为常温至90℃、质量为固体物的2～7倍的水洗涤3～5次，65℃下真空干燥至恒重。

12.根据权利要求3所述的低分子量分布的聚丙烯腈的制备方法，其特征在于：步骤2所述凝固、洗涤、过滤得到的洗涤液，脱水处理后得到的离子液体及其溶解的催化剂和配位剂能多次重复用于上述反应。