[发明专利]耐热性接枝共聚物及制备方法

说明书

本发明公开了一种耐热性接枝共聚物及制备方法，属于高分子材料技术领域。该接枝共聚物是由两种以上单体以自由基聚合方式制备得到包含耐热硬链段及软链段的热塑性弹性体。该热塑性弹性体的具体制备方法包括如下步骤：1)制备端基为双键的聚合物大分子单体；2)制备耐热性接枝共聚物：取第二单体及步骤1)制备得到的端基为双键的聚合物大分子单体在自由基聚合引发剂的作用下进行自由基聚合反应，制备得到耐热性接枝共聚物。本发明制备得到的接枝共聚物在较高的温度下仍可维持热塑性弹性体优异的力学性能，且本发明制备的“梳型”、“蜈蚣型”、“三链型”、“刺钢丝型”接枝共聚物的弹性性能优于商品化TPES。

技术领域

本发明涉及热塑性弹性体，属于高分子材料技术领域，具体地涉及一种耐热性接枝共聚物及制备方法。

背景技术

热塑性弹性体是一种特殊的高分子材料，既具有弹性，又具备塑性，可以广泛应用在包装材料、汽车零件、粘合剂、服装、生物医学等国民经济的重要领域。热塑性弹性体按照原料组成可以分为距烯烃类热塑性弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体、聚酯类热塑性弹性体、含卤素类热塑性弹性体、离子型热塑性弹性体等。其中，苯乙烯类热塑性弹性体是科学家们最早开始研究的热塑性弹性体之一，而且是目前产量最大的一类热塑性弹性体材料。聚苯乙烯类-聚丁二烯-聚苯乙烯(SBS)和聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚丁二烯(SIS)这两种典型的苯乙烯类三嵌段共聚物热塑性弹性体在上世纪六十年代就实现了产业化。然而，对于这类热塑性弹性体的制备方法主要为阴离子聚合和阳离子聚合，制备条件较为苛刻，且其硬链段微区由聚苯乙烯组成，由于聚苯乙烯的玻璃化转变温度约为100℃，通常在60～70℃之间TPES的强度下降十分严重，因而严重限制了其在某些特殊领域的应用。因此，简便、高效地制备高耐热的热塑性弹性体是拓宽TPES应用范围的关键问题。

近年来，“活性”/可控自由基聚合技术(原子转移自由基聚合、可逆加成断裂链转移自由基聚合等)得到快速发展，该方法克服了活性离子聚合的诸多缺点，为聚合物的结构设计与合成提供了有效途径，在耐热热塑性弹性体的制备方面也获得应用。例如，中国专利CN103755899B公开了一种利用乳液体系并结合可逆加成断裂链转移自由基聚合技术制备硬链段玻璃化转变温度高于100℃的三嵌段共聚物热塑性弹性体产品的制备方法，Matyjaszewski等采用原子转移自由基聚合合成了系列星型-嵌段共聚物聚丙烯酸丁酯-聚丙烯腈(PnBA-PAN)，当星型-嵌段共聚物PnBA-PAN中聚丙烯腈的含量达到31wt％时，其断裂伸长率为375％，拉伸强度为15.4MPa。该星型-嵌段共聚物的PAN链段可在280℃左右发生化学交联，该嵌段共聚物可在300℃以上保持弹性体性能，耐热性较好(Macromolecules，2008,41,2451)。Matyjaszewski等还采用原子转移自由基聚合合成了以聚(α-亚甲基-γ-丁内酯)为硬链段、以聚丙烯酸正丁酯为软链段的线型三嵌段共聚物热塑性弹性体，硬链段的玻璃化转变温度高达195℃，最大拉伸强度及断裂伸长率分别可达3.2MPa、200％(Polymer，2009，50，2087)。此外，Fan等采用原子转移自由基聚合及氮氧稳定自由基聚合法合成了两种硬链段含甲壳型液晶单元、软链段为聚丁二烯的三嵌段共聚物热塑性弹性体，最大断裂伸长率及拉伸强度为736％、10.6MPa(Macromolecules，2016,49,475；Polymer，2017，108，50)。综上可知，采用“活性”/可控自由基聚合技术所制备的耐热热塑性弹性体的链段结构均为线型嵌段结构，其力学性能较Kraton低。