一种孔径可调的羟基修饰的超交联聚合物颗粒及其制备方法与流程

专利检索2026-07-25  1


本发明属于功能高分子材料的制备,涉及一种吸附材料,具体涉及一种羟基功能化超交联聚合物,还涉及羟基功能化超交联聚合物的制备方法。


背景技术:

1、挥发性有机化合物(vocs)的排放对人类和环境造成不利影响。吸附可有效去除气流中的vocs,且具有浓缩和回收有价值的成分的潜力。微孔活性碳(ac)和沸石在工业上被用于vocs的去除,但孔堵塞、不可逆吸附、缓慢的吸附/脱附动力学和潮湿条件下的水共吸附降低了vocs的去除效率,阻碍了再利用。具有化学稳定性、高脱附效率和快速吸附/脱附动力学的超交联聚合物(hcps)可避免传统vocs吸附剂的问题。hcps内部连接微孔的中孔和大孔网络改善了扩散,减少了再生时间,降低了再生温度。在没有修饰表面官能团的情况下,一般而言,hcps是疏水性的,使它们成为非极性vocs的竞争性吸附剂,特别是在潮湿的条件下。总体而言,hcps有望减少不可逆吸附,促进再利用,成本上是合理的。从1970年代davankov团队首次介绍以来,hcps作为具有微孔结构的高分子颗粒经过持续发展,目前被广泛应用和研究于各种有机和无机物质的分离填料、吸附剂和催化剂载体等领域。此外,还进行了一些研究,不仅仅是简单的hcps实现,而是赋予其特定的功能基团,以扩大其应用范围,具有反应功能基团的hcps有广泛应用潜力。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述技术问题,该发明的目的在于:提供一种孔径可调的羟基修饰的超交联聚合物颗粒及其制备方法,该方法能实现超交联聚合物孔结构尺寸的调控,形成大量微孔,赋予超交联聚合物独特的孔结构,并且能对其极性进行有效调节。

2、本发明采用的技术方案如下:

3、一种孔径可调的羟基修饰的超交联聚合物颗粒及其制备方法,包括以下步骤:

4、(1)悬浮液聚合,在包含vbc、dvb和4-乙酰氧基苯乙烯的单体混合物中加入ai bn、pva、na2so4和甲苯,混合后加入蒸馏水,进行共聚反应,反应结束后得到高分子颗粒,然后用甲醇和蒸馏水洗涤,再进行减压干燥,得到聚(4-乙酰氧基苯乙烯-vbc-dvb);

5、其中,vbc:4-氯甲基苯乙烯

6、dvb:二乙烯基苯

7、aibn:2,2-偶氮二异丁腈

8、pva:聚乙烯醇

9、进一步,步骤(1)中,在60-100℃下以500-1000rpm的速度搅拌进行共聚反应6-10小时。

10、进一步,步骤(1)中,共聚反应结束后,在2000-5000rpm下离心分离2-10分钟,得到高分子颗粒。

11、进一步,为了完全去除未反应的单体、聚合物和pva等残留物,进一步进行8-12小时的甲醇索氏提取。

12、进一步,在60-100℃下进行20-25小时的减压干燥,得到聚(4-乙酰氧基苯乙烯-vbc-dvb)。

13、(2)超交联反应,将聚(4-乙酰氧基苯乙烯-vbc-dvb)置于无水1,2-二氯乙烷中,搅拌3-6小时以溶胀,然后缓慢加入无水fec l 3,在反应结束后,通过过滤和洗涤操作得到超交联聚(4-乙酰氧基苯乙烯-vbc-dvb)

14、进一步,步骤(2)中,缓慢加入无水fec l 3后,在60-100℃下搅拌15-20小时以完成超交联反应。

15、进一步,由于整个过程对空气和水分敏感,因此在氮气气流下进行,避免与空气接触。

16、(3)水解反应,将超交联聚(4-乙酰氧基苯乙烯-vbc-dvb)加入到甲醇中,并加入naoh,充分分散,以进行水解反应,得到超交联聚合物聚(4-羟基苯乙烯-vbc-dvb)。

17、进一步,步骤(3)中进行水解反应时,在60-100℃下进行4-10小时的搅拌。

18、进一步,步骤(3)中还包括,对水解反应后的产物进行过滤和洗涤,并进行减压干燥。

19、一种孔径可调的羟基修饰的超交联聚合物颗粒,采用如上所述的方法制备而成。

20、本发明的有益效果在于:采用本发明所提供的一种孔径可调的羟基修饰的超交联聚合物颗粒及其制备方法,可以实现超交联聚合物孔结构尺寸的调控,形成大量微孔,赋予超交联聚合物独特的孔结构,并且可以对其极性进行有效调节。



技术特征:

1.一种孔径可调的羟基修饰的超交联聚合物颗粒制备方法,包括以下步骤:(1)悬浮液聚合,在包含vbc、dvb和4-乙酰氧基苯乙烯的单体混合物中加入aibn、pva、na2so4和甲苯,混合后加入蒸馏水,进行共聚反应,反应结束后得到高分子颗粒,然后用甲醇和蒸馏水洗涤,再进行减压干燥,得到聚(4-乙酰氧基苯乙烯-vbc-dvb);

2.如权利要求1所述的一种孔径可调的羟基修饰的超交联聚合物颗粒制备方法,其特征在于,步骤(1)中,在60-100℃下以500-1000rpm的速度搅拌进行共聚反应6-10小时。

3.如权利要求2所述的一种孔径可调的羟基修饰的超交联聚合物颗粒制备方法,其特征在于,步骤(1)中,共聚反应结束后,在2000-5000rpm下离心分离2-10分钟,得到高分子颗粒。

4.如权利要求3所述的一种孔径可调的羟基修饰的超交联聚合物颗粒制备方法,其特征在于,为了完全去除未反应的单体、聚合物和pva等残留物,进一步进行8-12小时的甲醇索氏提取。

5.如权利要求4所述的一种孔径可调的羟基修饰的超交联聚合物颗粒制备方法,其特征在于,在60-100℃下进行20-25小时的减压干燥,得到聚(4-乙酰氧基苯乙烯-vbc-dvb)。

6.如权利要求1所述的一种孔径可调的羟基修饰的超交联聚合物颗粒制备方法,其特征在于,步骤(2)中,缓慢加入无水fecl 3后,在60-100℃下搅拌15-20小时以完成超交联反应。

7.如权利要求6所述的一种孔径可调的羟基修饰的超交联聚合物颗粒制备方法,其特征在于,由于整个过程对空气和水分敏感,因此在氮气气流下进行,避免与空气接触。

8.如权利要求1所述的一种孔径可调的羟基修饰的超交联聚合物颗粒制备方法,其特征在于,步骤(3)中进行水解反应时,在60-100℃下进行4-10小时的搅拌。

9.如权利要求8所述的一种孔径可调的羟基修饰的超交联聚合物颗粒制备方法,其特征在于,步骤(3)中还包括,对水解反应后的产物进行过滤和洗涤,并进行减压干燥。

10.一种孔径可调的羟基修饰的超交联聚合物颗粒,其特征在于,采用如权利要求1-9任一项所述的方法制备而成。


技术总结
本发明属于功能高分子材料的制备技术领域,公开了一种孔径可调的羟基修饰的超交联聚合物颗粒及其制备方法。该方法是将4‑乙酰氧基苯乙烯添加到单体中制备共聚物,然后通过水解其乙酰氧基团,得到羟基功能化超交联聚合物微球。该方法可以实现超交联聚合物孔结构尺寸的调控,形成大量微孔,赋予超交联聚合物独特的孔结构,并且可以对其极性进行有效调节。

技术研发人员:林中鑫,陈泽翔,李佳雨,梁书玮,田林涛,支冬安,李晓晨,王映军,张昭辰,张崇文
受保护的技术使用者:中国辐射防护研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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