CN105622814A - 一种吸收空气中甲醛的聚丙烯酸高分子材料的制备技术 - Google Patents

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张义安
杜文琴
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Abstract

本发明涉及清洁高分子新材料领域，具体的说是合成高饱和度、亲纤维的吸甲醛聚丙烯酸酯类高分子材料。以丙烯酸类化学物质为单体通过聚合反应形成骨架,再用多氮物质置换骨架的官能团,反应生成吸甲醛的聚丙烯酸酯高分子材料，聚丙酸骨架物质和多氮物质的物质的量之比为1:0.3-10；合成骨架的时间为1-16小时，反应温度为50-100℃。置换官能团的反应时间为1-8小时，反应温度为30-100℃；反应过程中以偶氮二乙丁氰为引发剂,引发剂的用量为单体用量的2-5%。这种新材料能够很好地解决吸甲醛材料与纺织纤维之间的亲和力问题，为开发功能性吸甲醛纺织品奠定技术基础。

Description

一种吸收空气中甲醛的聚丙烯酸高分子材料的制备技术
技术领域
本发明属于清洁高分子材料制备领域，尤其是一种聚丙烯酸类吸甲醛高分子材料的制备技术。
背景技术
在日常生活中甲醛无处不在，例如服装、木家具、涂料、汽车内饰等都会释放甲醛，由于甲醛导致的鼻窦癌、鼻咽癌、肺癌以及白血病等患者与日俱增，甲醛危害早已被广泛关注。去除空气中甲醛的方法有开窗通风、物理吸附法、光催化降解法、化学净化法等。其中开窗通风法能够有效地降低空气中甲醛的浓度，但是该方法受天气所限。物理吸附技术使用简便且价格便宜，但是其对被吸附气体有选择性，导致吸附材料对甲醛类极性物质吸附饱和度偏低。又因为物理吸附存在吸附-脱附平衡的特点，被吸附的甲醛物质在某种条件下具有“解脱”风险。光催化材料可以利用光电子辐射将VOCS类污染物彻底分解为CO2和H2O，不具备二次污染，但是由于广泛使用的催化材料禁带宽度高，光催化材料只有在紫外光条件下使用，限制了光催化材料的应用范围。化学方法除甲醛近些年发展起来的方法，具有吸附速度快且使用范围宽的特点。但是吸甲醛化学材料和纤维没有亲和力影响了其进一步的推广和应用，本发明研制的一种吸收空气中甲醛的聚丙烯酸高分子材料不仅具有优越的甲醛吸收能力，还具有优越的纤维亲和力，特别适合开发功能吸收甲醛的纺织品。
发明内容
本发明利用本体聚合的方法合成了一种吸收空气中甲醛的聚丙烯酸酯高分子材料。解决了化学甲醛吸收剂吸收甲醛饱和量不高和与纺织品纤维没有亲和力的问题。
本发明的技术解决方案是：
一种吸收空气中甲醛的聚丙烯酸酯高分子材料制备方法，主要包括下述步骤：
1）聚丙烯酸酯高分子骨架的合成：以丙烯酸酯类为合成单体，偶氮二乙丁氰为引发剂，有机溶剂A作为引发剂的溶剂，构成反应体系M。反应体系的温度为恒温50-100℃，反应的时间为8-15小时。
2）、待体系M完成反应后，通过减压装置将体系M中的有机溶剂和水抽出，抽滤水洗三次，得到纯化的骨架生成物B。
3）、称取2份B和2.5份C(多氮物质)移入具有回流装置的反应体系N，反应体系的温度为恒温50-100℃，反应时间为3-10小时。
4）、待体系N完成反应后，通过减压装置将体系NX中的有机溶剂和水抽出，抽滤水洗5次，得到纯化的聚丙酸类高分子吸甲醛高分子。
5）、冷却后，用碘溶液测试该生成物中的－ＮＨ２含量。
本发明具有以下优点：
1）、该合成方法稳定性高。在骨架合成中通过引发剂用量的控制，可以有效控制产物的粘度和分子量，在反应体系Ｎ中，多氮类物质适当过量，可确保生成物的转化率和产物的吸甲醛性能。
2）、通过该制备方法制得的甲醛吸收剂，其甲醛消除率可达99.6％（甲醛原始浓度15ppm)，更加适合高浓度甲醛环境的应用。
3）、通过该制备方法制得的吸收甲醛的高分子对纤维具有优良的亲和能力。为开发具备吸甲醛的功能性纺织品打下基础。
4）、该产品原材料易得且价格便宜，生产工艺简单，工艺的稳定性很高，适合工业生产。
5）、本发明使用的有机溶剂经过抽滤提纯后可再次使用。
四、附图说明：
图1是步骤1和步骤2的化学反应方程式。
五、具体实施方式：
下面根据附图和具体实施方式对本发明进行进一步的说明，以便能更好地说明本发明的技术特征和产品特点。
本发明采用先制备吸甲醛高分子骨架，然后用多氮物质置换骨架官能团的技术，成功将吸收甲醛的多氮材料置换到聚丙烯酸类骨架之上。其合成步骤如下：
1）、选择丙烯酸酯类物质作为合成骨架的单体。
2）、反应体系M的原料配方：A（丙烯酸酯类物质）30份，引发剂用量为3%×A，有机溶剂15份。反应体系M的合成工艺：反应温度为85℃，反应时间为12小时。
3）、将上述反应物水洗抽滤三次后密封待用。
4）、反应体系N的原料配方：2份B和2.5份C(多氮物质)反应体系。N的合成工艺：反应温度80℃，反应时间为4小时。
5)、抽滤水洗三次，用碘量法测试生成物的有效官能团-NH2的含量。

Claims (2)

1.一种吸收空气中甲醛的聚丙烯酸高分子材料，其特征在于：以丙烯酸类化学物质为单体,通过聚合反应形成骨架,再用多氮物质置换骨架的官能团,反应生成吸甲醛的聚丙烯酸酯高分子材料;骨架中含有的可被置换的官能团需要具备吸甲醛的能力，多氮物质包括多胺类、肼类、氨基酸类和胍类。
2.根据权利要求1所述的一种吸收空气中甲醛的聚丙烯酸高分子材料，其特征在于：聚丙酸骨架物质和多氮物质的物质的量之比为1:0.3-10；合成骨架的时间为1-16小时，反应温度为50-100℃;置换官能团的反应时间为1-8小时，反应温度为30-100℃；反应过程中以偶氮二乙丁氰为引发剂;其引发剂的用量为单体用量的2-5%。
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