聚溴化苯乙烯的合成研究.pdf

1、聚溴化苯乙烯(PBS)是一種新型高分子溴系阻燃劑，將它添加到被阻燃材料中，具有熱穩(wěn)定性好、低毒、相容性好、不易滲析遷出等優(yōu)點(diǎn)，因此聚溴化苯乙烯在阻燃劑領(lǐng)域得到了重要的應(yīng)用。隨著國內(nèi)市場的快速發(fā)展，我國對(duì)溴系聚合物阻燃劑產(chǎn)品的需求變得越來越大，加強(qiáng)聚溴化苯乙烯聚合物阻燃劑的研制開發(fā)具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文論述了聚溴化苯乙烯的制備方案以及所涉及的中間產(chǎn)品的最優(yōu)合成條件。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括β-溴乙基苯的溴化、溴化苯乙烯單體

2、的制備和聚溴化苯乙烯的合成三部分，在打通每步合成途徑的基礎(chǔ)上，針對(duì)性地對(duì)每步實(shí)驗(yàn)的助劑選擇、反應(yīng)參數(shù)和后處理進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探討，并在一系列的實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行了多次改進(jìn)和驗(yàn)證，取得了一定的實(shí)驗(yàn)成果，獲得了性能優(yōu)良的產(chǎn)品。
　　本文以β-溴乙基苯(β-Br)為原料，依次合成了β-溴乙基溴代苯(β-BrBrn)、溴化苯乙烯單體和聚溴化苯乙烯。首先，β-溴乙基苯在路易斯酸催化劑鐵粉的作用下發(fā)生苯環(huán)上的溴化反應(yīng)，得到了一系列不同溴含量的β-溴乙基

3、溴代苯，并且研究了反應(yīng)條件的影響，確定了最佳反應(yīng)條件，即鐵粉用量為β-溴乙基苯的1.0％，溴素與β-溴乙基苯的摩爾投料比為3.5，保溫溫度為30℃，保溫時(shí)間為2h時(shí)，反應(yīng)能得到較高的溴含量，并通過氣相色譜(GC)、紅外光譜(IR)、核磁共振(HNMR)等手段對(duì)合成的β-溴乙基溴代苯進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和分析。然后，以β-溴乙基溴代苯和醇鈉為反應(yīng)物，制備了溴化苯乙烯單體，并且研究了反應(yīng)條件影響，確定了最佳反應(yīng)條件，即以異丙醇作溶劑，氫氧化鈉的濃

4、度為50％條件下，β-溴乙基溴代苯與氫氧化鈉的摩爾投料比為1∶5，反應(yīng)時(shí)間為4h，反應(yīng)溫度為40℃時(shí)，轉(zhuǎn)化率最高，并通過紅外光譜(IR)、核磁共振(HNMR)等手段對(duì)制備的溴化苯乙烯單體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和分析。最后，本文使用溶液聚合方法對(duì)溴化苯乙烯單體進(jìn)行了聚合反應(yīng)，討論了溶劑，共聚單體，分子量調(diào)節(jié)劑，引發(fā)劑的影響，并利用熱分析(TGA、DSC)和凝膠滲透色譜(GPC)測試手段進(jìn)行了產(chǎn)品分析。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使用高沸點(diǎn)溶劑鄰-二氯苯獲得了1

5、％熱失重溫度在300℃以上的白色聚溴化苯乙烯;使用共聚單體甲基丙烯酸縮水甘油酯，獲得的產(chǎn)品顏色最好;通過調(diào)節(jié)分子量調(diào)節(jié)劑正-十二硫醇的用量，獲得了重均分子量為1萬到十幾萬的聚溴化苯乙烯，實(shí)現(xiàn)了分子量在一定范圍內(nèi)可控，且分子量分布較窄，收率可達(dá)到90％以上。另外，本論文通過改變分子量調(diào)節(jié)劑正-十二硫醇，引發(fā)劑偶氮二異丁腈的用量觀察了分子量和收率的變化規(guī)律。并對(duì)原料做了2～4倍的放大，通過改變助劑的投料比，制得了較大分子量的聚溴化苯乙烯。另