[00140034]超临界二氧化碳绿色介质中丙烯酸类共聚物的合成与应用研究

该项目自1996年开始，先后得到中国科学院择优支持和两个国家自然科学基金项目的资助，研究了苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯酸酯等单体和聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及聚氨酯等高聚物在超临界二氧化碳中的溶解性能，通过相图选择了单体在超临界CO_2中可溶、聚合物不溶、单体不溶聚合物的丙烯酸以及丙烯酸/丙烯酸酯体系为主要研究对象，在大量前期工作基础上，“含氟含硅共聚物的绿色合成”进一步得到广东省科技计划项目（项目编号：2003B10502）的资助。　　在这个课题中，重点解决了用途广阔的丙烯酸/丙烯酸含氟、含硅酯和长链酯共聚物产品的合成及其应用。项目解决的关键问题包括：详细研究了丙烯酸与含氟单体1H、1H-全氟辛醇丙烯酸酯（FOA）、1H、11H-全氟十一醇丙烯酸酯（FUA）、含硅丙烯酸酯单体（TMSPMA）以及不同酯基丙烯酸酯共聚反应以及在超临界CO_2中催化剂、单体组份比、温度和压力与共聚物分子量、形态、结构的关系；合成一系列不同组成的丙烯酸共聚物并研究了其水溶液性质与应用；建立以反应压力变化检测反应动力学的方法；在此基础上，顺利地在5升反应釜中放大合成了含氟丙烯酸十八酯与丙烯酸共聚物，开辟一种全新的高性能精细高分子材料绿色合成方法，合成的产物市场前景广阔，可在日用化学品、电子、食品等领域应用。根据产物的高纯度、对酸碱性敏感的特点，重点实现日用化学品应用目标。所合成的产品已在广州市天赐新材料科技有限公司进行大量应用试验，可替代高档进口产品，得到高度评价，为进一步的扩大规模和开拓市场奠定基础。从大量的前期工作中，优化一种价格较含硅和含氟疏水单体便宜得多的丙烯酸酯类疏水单体替代它，黏度随酸碱性变化大，效果比11碳含氟酯好，该单体易得，可自制或购买，但由于近年丙烯酸单体价格从原来的12元/公斤上升25元/公斤，共聚物最终成本约29元/公斤，而目前日用化学品相关产品的市场销售价格是130元/公斤，可见，合成的产品具有明显的市场竞争优势。　　所合成的产物经化学工业合成材料老化质量监督检测中心检测，呈粉末状，颗粒直径约0.2um，无色、无味、分子量达40多万，在水溶液中具有强烈得疏水缔合作用，黏度随pH的变化高达400多倍；该项目的开发生产不仅可以大大地提高聚丙烯酸类聚合物产品质量和制备技术，而且由于采用超临界二氧化碳可回收循环使用，没有溶剂介质的污染；同时由于超临界二氧化碳不污染产品，产物和介质分离容易，无需干燥，可节约能源，且产品纯度和性能好，具有显著社会效益。　　该项目的创新性显著，拥有自主知识产权，累计发表研究论文30多篇，共申请发明专利7件，其中5件已授权，并培养一批博士、硕士和研究开发人员。该项目具有重要的理论价值和潜在的广阔的市场前景，其技术处于国际先进水平。