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苯乙烯是常见的聚合物单体,用途非常广泛。但在常温下贮存容易自聚,用乙基苯脱氢精馏时也极易聚合。为此,必须添加阻聚剂以抑制其聚合。本文用两种方法分别合成了阻聚剂N,N-二乙基羟胺；用膨胀计法研究并优化了单组分阻聚剂和复配阻聚剂对苯乙烯本体聚合的阻聚效果,还用RAFT细乳液法制备超高分子量聚苯乙烯(UHMWPS)。
主要研究工作如下:
1、以三乙胺为原料,以工业双氧水为氧化剂,在T1=0～5℃和T2=50～60℃条件下,分别合成了阻聚剂-N,N-二乙基羟胺,用FT—IR表征了其化学结构。在T1和T2条件下,二乙基羟胺的产率分别为81.5％、84.2％。
2、利用膨胀计法,在60℃和80℃条件下分别研究了苯乙烯阻聚剂:N,N-二乙基羟胺(DEHA)、2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)、对苯二酚(HQ)、对叔丁基邻苯二酚(TBC)、邻叔丁基4,6-二硝基苯酚(DNBP)、高效阻聚剂(PI-70)的浓度以及它们复配阻聚剂的浓度对苯乙烯本体聚合转化率和阻聚效果的影响。
在60℃下考察单组分阻聚剂对苯乙烯转化率的影响,使用不同浓度的DEHA、BHT、HQ、TBC、DNBP、PI-70。当DNBP的浓度为500 ppm时,或当PI-70的浓度为350 ppm时,苯乙烯转化率都较低,阻聚效果最佳。在相同转化率下DNBP的持续时间达到600 min以上,而高效阻聚剂PI-70的持续时间则较短。
在80℃下考察单组分阻聚剂对苯乙烯转化率的影响,使用不同浓度的HQ、TBC、DNBP、PI-70,得到DNBP浓度为350 ppm、PI-70浓度为350ppm时苯乙烯转化率都较低,阻聚效果最佳,在相同转化率下DNBP的持续时间为250 min；但PI-70的持续时间就较短,使其在工业上应用上受到限制。
在60℃下,考察了阻聚剂BHT、HQ、TBC、DNBP、PI-70不同配比的复配阻聚剂对苯乙烯转化率的影响。当TBC:DNBP=1:3、TBC:PI-70=1:3时苯乙烯转化率都较低,阻聚效果最佳；在相同转化率下其阻聚剂的持续时间都接近600 min。
在80℃下,考察阻聚剂HQ、TBC、DNBP、PI-70不同配比的复配阻聚剂对苯乙烯转化率的影响,当HQ:PI-70=1:1和DNBP:PI-70=1:1时苯乙烯转化率都较低,阻聚效果最佳,在相同转化率下其阻聚剂的持续时间相对来讲都较高。
比较60℃和80℃下的阻聚效果,单组分阻聚剂和复配阻聚剂的阻聚效果以及持续时间随着聚合温度的升高而降低。
3、以氯化苄、金属镁、苯乙烯等原料合成可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)试剂-苯基乙酸-1-苯基乙醇双硫酯(PEPDTA),再将苯乙烯单体、RAFT试剂、乳化剂等进行超声细化,得到细乳液。通过细乳液法制备超高分子量聚苯乙烯。通过红外光谱(FT-IR)对RAFT试剂、UHMWPS进行了表征；用粘度计、透射电镜(TEM)、ZatePALS激光粒度仪等检测手段对其进行了表征,结果表明UHMWPS平均粒径为57.36 nm,分布指数为0.358；黏均分子量为105000。