功能性聚苯乙烯共聚微球的合成方法
2023-04-23 03:10:16
功能性聚苯乙烯共聚微球的合成方法
【專利摘要】本發明公開了屬於新型高分子材料製備技術範圍的一種功能能性聚苯乙烯微球的合成方法。將單體苯乙烯(St)、交聯劑二乙烯苯(DVB)、引發劑偶氮二異丁腈(AIBN)溶解到溶劑乙腈中進行第一步沉澱聚合。反應1小時後，再將單體St、交聯劑DVB、催化劑溴化銅(CuBr)、配體五甲基二乙烯三胺(PMDETA)加入到體系中進行第二步沉澱聚合。反應24小時後，經分離、烘乾後即得到功能性聚苯乙烯微球。將沉澱聚合分為兩步後，可以在同一反應體系下一步得到表面富集原子轉移自由基聚合(ATRP)引發基團的功能性聚苯乙烯微球。此微球可大大簡化表面接枝的步驟，可廣泛應用於工業催化劑載體、醫療和醫藥領域、生物化學領域、電子信息材料領域。
【專利說明】功能性聚苯乙烯共聚微球的合成方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於新型高分子材料的製備領域，特別涉及一種功能性聚苯乙烯共聚微球的合成方法。
【背景技術】
[0002]高分子微球具有球形度好、尺寸小、比表面積大、吸附性強及功能基團在表面富集、表面反應能力強等特異性質。目前，高分子微球已經應用到如工業催化劑載體、醫療和醫藥領域、生物化學領域、電子信息材料領域等。
[0003]目前已公開許多功能性微球的製備方法、新體系。Cheng Zhen-Ping在「 Ind.Eng.Chem.Res.2005,44, 7098-7104」 上發表題為」 Polymer microspheres withpermanent antibacterial surface from surface-1nitiated atom transferradical polymerizat1n」的高分子微球研究。該文利用懸浮共聚合製備了聚對氯乙烯苯(PVC)微球，再利用表面的氯原子進行表面引發原子轉移自由基聚合製備表面接枝聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯功能性微球。Ahmet Ince在」 Chemical EngineeringJournal 189-190 (2012) 404-412^ 上發表題目為」 A method for fabricat1n ofpolyaniline coated polymer microspheres and its applicat1n for celluloseimmobilizat1n」的文章。該文章對預先製備出的聚(苯乙烯_co_ 二乙烯苯)(PS-DVB)微球進行表面處理，通過乙酸汞、飽和氯化鈉溶液和溴乙醯溴反應使微球表面富集Br原子，再利用Br原子進行表面引發原子轉移自由基聚合接枝聚苯乙烯高分子刷。邰曉曦在「功能材料2005年第9期P1368」上發表「功能化聚乙烯胺接枝聚苯乙烯微球的製備及其對鉻離子吸附性能的研究」的文章。該文章從N-乙烯基乙醯胺出發，合成得到親水性的聚N-乙烯基乙醯胺(PNVA)大分子單體，使之與疏水性苯乙烯進行分散共聚反應來製備功能性聚合物微球。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種功能性聚苯乙烯共聚微球的合成方法，其特徵在於:將傳統的沉澱聚合分為兩步後，可以在同一個反應體系下一步得到表面富集原子轉移自由基聚合(ATRP)引發基團的功能性聚苯乙烯微球。將單體苯乙烯(St)、交聯劑二乙烯苯(DVB)、引發劑偶氮二異丁腈(AIBN)溶解到溶劑乙腈中進行第一步沉澱聚合。反應I小時後，再將單體St、交聯劑DVB、催化劑溴化銅(CuBr)、配體五甲基二乙烯三胺(PMDETA)加入到體系中進行第二步沉澱聚合。反應24小時後，經分離、烘乾後即得到功能性聚苯乙烯微球粉體。其工藝步驟為:
[0005](I)將化學計量的單體苯乙烯(St)、交聯劑二乙烯苯(DVB)、引發劑偶氮二異丁腈(AIBN)和溶劑乙腈混合，得到無色透明溶液；
[0006](2)將上述無色透明溶液加入到50mL單口燒瓶中，通隊氣，流量30mL/min排氧30min後，升溫到70°C反應I小時；
[0007](3)將化學計量的單體St、交聯劑DVB、催化劑溴化銅(CuBr)、配體五甲基二乙烯三胺(PMDETA)和溶劑乙腈混合，得到深綠色透明溶液；
[0008](4)將上述深綠色透明溶液加入到上述單口燒瓶中，繼續反應24小時後，離心、洗滌沉澱、乾燥後得到表面帶有原子轉移自由基聚合(ATRP)引發基團的功能性聚合物微球。
[0009]本發明的有益效果:通過將傳統沉澱聚合分為兩步，可以在同一個反應體系下一步製備表面帶有ATRP引發基團的功能性聚苯乙烯微球，此微球可直接表面弓I發ATRP來接枝功能性聚合物刷，大大簡化表面接枝的步驟。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為實例I中得到的交聯苯乙烯微球顆粒表面形貌(SEM)。
[0011]圖2為實例3中得到的交聯苯乙烯微球顆粒表面形貌(SEM)。
[0012]圖3為實例I中得到的交聯苯乙烯微球顆粒表面元素組成(XPS)。
【具體實施方式】
[0013]本發明的目的在於提供一種功能性聚苯乙烯共聚微球的合成方法，其特徵在於:將傳統的沉澱聚合分為兩步後，可以在同一個反應體系下一步得到表面富集原子轉移自由基聚合(ATRP)引發基團的功能性聚苯乙烯微球。將單體苯乙烯(St)、交聯劑二乙烯苯(DVB)、引發劑偶氮二異丁腈(AIBN)溶解到溶劑乙腈中進行第一步沉澱聚合。反應I小時後，再將單體St、交聯劑DVB、催化劑溴化銅(CuBr)、配體五甲基二乙烯三胺(PMDETA)加入到體系中進行第二步沉澱聚合。反應24小時後，經分離、烘乾後即得到功能性聚苯乙烯微球粉體。其工藝步驟為:
[0014](I)將化學計量的單體苯乙烯(St)、交聯劑二乙烯苯(DVB)、引發劑偶氮二異丁腈(AIBN)和溶劑乙腈混合，得到無色透明溶液；
[0015](2)將上述無色透明溶液加入到50mL單口燒瓶中，通隊氣，流量30mL/min排氧30min後，升溫到70°C反應I小時；
[0016](3)將化學計量的單體St、交聯劑DVB、催化劑溴化銅(CuBr)、配體五甲基二乙烯三胺(PMDETA)和溶劑乙腈混合，得到深綠色透明溶液；
[0017](4)將上述深綠色透明溶液加入到上述單口燒瓶中，繼續反應24小時後，離心、洗滌沉澱、乾燥後得到表面帶有原子轉移自由基聚合(ATRP)引發基團的功能性聚合物微球。
[0018]下面再舉具體實施例對本發明予以進一步說明。
[0019]實施例1
[0020]將0.2084g的苯乙烯、0.2640g的二乙烯苯和0.0188g的AIBN溶於16ml乙腈中，在乙腈溶液中通N2除氧30min，升溫至70°C下反應I小時。再將0.2084g的苯乙烯、0.2640g的二乙烯苯、0.0128g的CuBr2和0.02g的PMDETA溶於4ml溶劑中，加入到史萊克管中，70°C下反應24h，得到白色沉澱，上層溶液顏色變淺。離心，出去上清液，並用THF、甲醇、丙酮洗滌3次，得到白色固體在真空下過夜乾燥。
[0021]實施例2
[0022]將0.1042g的苯乙烯、0.1320g的二乙烯苯和0.0094g的AIBN溶於16ml乙腈中，在乙腈溶液中通N2除氧30min，升溫至70°C下反應I小時。再將0.1042g的苯乙烯、0.1320g的二乙烯苯、0.0064g的CuBr2和0.0lg的PMDETA溶於4ml溶劑中，加入到史萊克管中，70°C下反應24h，得到白色沉澱，上層溶液顏色變淺。離心，出去上清液，並用THF、甲醇、丙酮洗滌3次，得到白色固體在真空下過夜乾燥。
[0023]實施例3
[0024]將0.2084g的苯乙烯、0.2640g的二乙烯苯和0.0094g的AIBN溶於16ml乙腈中，在乙腈溶液中通N2除氧30min，升溫至70°C下反應I小時。再將0.2084g的苯乙烯、0.2640g的二乙烯苯、0.0064g的CuBr2和0.0lg的PMDETA溶於4ml溶劑中，加入到史萊克管中，70°C下反應24h，得到白色沉澱，上層溶液顏色變淺。離心，出去上清液，並用THF、甲醇、丙酮洗滌3次，得到白色固體在真空下過夜乾燥。
【權利要求】
1.一種功能性聚苯乙烯共聚微球的合成方法，其特徵在於:將傳統的沉澱聚合分為兩步後，可以在同一個反應體系下一步得到表面富集原子轉移自由基聚合(ATRP)引發基團的功能性聚苯乙烯微球。將單體苯乙烯(St)、交聯劑二乙烯苯(DVB)、引發劑偶氮二異丁腈(AIBN)溶解到溶劑乙腈中進行第一步沉澱聚合。反應I小時後，再將單體St、交聯劑DVB、催化劑溴化銅(CuBr)、配體五甲基二乙烯三胺(PMDETA)加入到體系中進行第二步沉澱聚合。反應24小時後，經分離、烘乾後即得到功能性聚苯乙烯微球粉體。其工藝步驟為: (1)將化學計量的單體苯乙烯(St)、交聯劑二乙烯苯(DVB)、引發劑偶氮二異丁腈(AIBN)和溶劑乙腈混合，得到無色透明溶液； (2)將上述無色透明溶液加入到50mL單口燒瓶中，通隊氣，流量30mL/min排氧30min後，升溫到70°C反應I小時； (3)將化學計量的單體St、交聯劑DVB、催化劑溴化銅(CuBr)、配體五甲基二乙烯三胺(PMDETA)和溶劑乙腈混合，得到深綠色透明溶液； (4)將上述深綠色透明溶液加入到上述單口燒瓶中，繼續反應24小時後，離心、洗滌沉澱、乾燥後得到表面帶有原子轉移自由基聚合(ATRP)引發基團的功能性聚合物微球。
【文檔編號】C08F257/02GK104513338SQ201310442460
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月26日 優先權日:2013年9月26日
【發明者】楊文忠, 吳迪, 劉瑛, 尹曉爽 申請人:南京工業大學