CN109575173A - 分散共聚法制备聚苯乙烯-马来酸酐微球 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分散共聚法制备的聚苯乙烯‑马来酸酐微球，将分散剂溶于醇醚溶剂中，加入苯乙烯和马来酸酐，在N2保护引发剂作用下通过分散共聚法而制得；本发明提供了一种聚苯乙烯‑马来酸酐微球的制备方法；本发明分散共聚法制备的聚苯乙烯‑马来酸酐微球含有羧基功能基团，可用于树脂、颜料、涂料、液晶、复合纳米材料、生物医学、聚电解质、废水处理、石油化工等行业，具有广泛的应用前景。

Description

分散共聚法制备聚苯乙烯-马来酸酐微球
技术领域
本发明涉及一种聚苯乙烯-马来酸酐微球，尤其涉及到一种分散共聚法制备聚苯乙烯-马来酸酐微球，属于功能材料技术领域。
背景技术
聚苯乙烯微球是众多功能高分子微球的前驱体，通过进一步的大分子反应可以制备离子交换树脂、螯合树脂及吸附树脂；可合成催化剂载体用于有机合成与组合化学体系；可制备用于生物大分子固定化、分离、纯化的功能高分子微球以及色谱固定相。
目前制备聚苯乙烯微球的制备方法主要有分散聚合法、乳液聚合法、无皂乳液聚合法、悬浮聚合法、种子聚合法等。其中悬浮聚合法制备的微球比较大，一般在毫米数量级，不符合可见光区域光子晶体所需要的亚微米或微米级的要求；种子聚合法主要是以制备好的聚苯乙烯微球作为种子制备多孔、高交联微球或者对微球进行进一步的改性功能化的一种方法。因此分散聚合法、乳液聚合法和无皂乳液聚合法成为制备单分散性最好的聚苯乙烯交联微球的有效方法。
随着对高分子聚合物微球功能化研究的深入，将某些具有特定功能的物质接枝到微球表面从而制备出一类具有潜在应用前景的独特的功能材料，使其具有新的功能。一般功能化微球的制备有2种途径：①选择含有功能基团的单体参加聚合制备微球；②制得微球后再对其进行修饰，通过特定的反应在微球上引入设计的功能基团。由于第一种含有功能基单体的制备过程复杂、制得的单体的不稳定性以及对于聚合条件不好控制，后一种方法应用更为广泛。
对于微球的功能化改性主要有3种途径：一是利用苯环；二是利用特定的官能团；三是对于高交联的聚苯乙烯微球利用其残余的悬挂乙烯双键聚苯乙烯交联微球功能化。
目前对微球表面引入的功能团有羧基、氨基、醛基、酮基、酯基、磺酸基、氯甲基、卤素、酰氯基、磺酰氯基等，赋于微球更多的新功能。
郝国亮、刘振杰等以丁酸乙酯为溶剂、AIBN为引发剂，采用自稳定沉淀聚合法制备了粒径290～640nm单分散苯乙烯-马来酸酐共聚物微球；而分散共聚法制备聚苯乙烯-马来酸酐微球尚未见到报导。
发明内容
本发明的目的提供一种分散共聚法制备的聚苯乙烯-马来酸酐微球。
有报导分散聚合法采用的溶剂大多为甲醇、乙醇、乙二醇甲醚或水的混合液，而甲醇、乙二醇甲醚为有毒或不环保。
为解决所述的技术问题，本发明采取以下技术方案，所述的聚苯乙烯-马来酸酐微球，其制备步骤如下：
将分散剂溶于乙醇和丙二醇甲醚中，通入氮气保护下，于60～70℃下预分散30min，然后加入引发剂偶氮二异丁腈、苯乙烯和马来酸酐，在氮气氛围下，在75～80℃搅拌下反应8～12h；反应结束后降温至30℃下静置4h后抽滤；用丙二醇甲醚洗涤3-5遍以除去残留的单体和引发剂，滤干；再用无水乙醇洗涤4-6遍，滤干，真空60℃下干燥12h，得所述的聚苯乙烯-马来酸酐微球。
其中，所述苯乙烯与马来酸酐的摩尔比为1～2:1；所述乙醇和丙二醇甲醚的重量比为(20～80)：(20～80)，优选为(25～45)：(20～35)。
按重量份计，所述引发剂的加入量为单体总量的0.25～0.5％；所述分散剂的加入量为单体总量的10.0～15.0％；所述乙醇和丙二醇甲醚的加入量为3.0～3.5g/克单体。
所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚乙烯醇中的一种或多种，优选为聚乙烯吡咯烷酮。
所述的聚苯乙烯-马来酸酐微球，其微球粒径为1.5～6μm。
本发明分散共聚法制备的聚苯乙烯-马来酸酐微球含有羧基功能基团，可用于树脂、颜料、涂料、液晶、复合纳米材料、生物医学、聚电解质、废水处理、石油化工等行业，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
本发明结合以下实施例对分散共聚法制备的聚苯乙烯-马来酸酐微球做进一步描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。
实施例1
一种分散共聚法制备的聚苯乙烯-马来酸酐微球，其制备步骤如下：
将1.5份PVP溶于25份乙醇和22份丙二醇甲醚中，通入氮气保护下，于60～70℃下预分散30min，然后加入引发剂偶氮二异丁腈0.38份、苯乙烯7.8份和马来酸酐7.35份，在氮气氛围下，在75～80℃搅拌下反应8h；反应结束后降温至30℃下静置4h后抽滤；用丙二醇甲醚洗涤3遍以除去残留的单体和引发剂，滤干；再用无水乙醇洗涤4遍，滤干，真空60℃下干燥12h，得平均粒径为2.5μm的聚苯乙烯-马来酸酐微球。
实施例2
一种分散共聚法制备的聚苯乙烯-马来酸酐微球，其制备步骤如下：
将2.0份聚乙二醇溶于36份乙醇和30份丙二醇甲醚中，通入氮气保护下，于60～70℃下预分散30min，然后加入引发剂偶氮二异丁腈0.5份、苯乙烯10.4份和马来酸酐9.8份，在氮气氛围下，在75～80℃搅拌下反应10h；反应结束后降温至30℃下静置4h后抽滤；用丙二醇甲醚洗涤4遍以除去残留的单体和引发剂，滤干；再用无水乙醇洗涤5遍，滤干，真空60℃下干燥12h，得平均粒径为3.0μm的聚苯乙烯-马来酸酐微球。
实施例3
一种分散共聚法制备的聚苯乙烯-马来酸酐微球，其制备步骤如下：
将3.0份PVP溶于45份乙醇和30份丙二醇甲醚中，通入氮气保护下，于60～70℃下预分散30min，然后加入引发剂偶氮二异丁腈0.8份、苯乙烯15.6份和马来酸酐7.35份，在氮气氛围下，在75～80℃搅拌下反应8h；反应结束后降温至30℃下静置4h后抽滤；用丙二醇甲醚洗涤5遍以除去残留的单体和引发剂，滤干；再用无水乙醇洗涤6遍，滤干，真空60℃下干燥12h，得平均粒径为5.0μm的聚苯乙烯-马来酸酐微球。
尽管本发明已作了详细说明并引证了实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。

Claims (5)

1.一种分散共聚法制备的聚苯乙烯-马来酸酐微球，其特征在于：所述的聚苯乙烯-马来酸酐微球，其制备步骤如下：
将分散剂溶于乙醇和丙二醇甲醚中，通入氮气保护下，于60～70℃下预分散30min，然后加入引发剂偶氮二异丁腈、苯乙烯和马来酸酐，在氮气氛围下，在75～80℃搅拌下反应8～12h；反应结束后降温至30℃下静置4h后抽滤；用丙二醇甲醚洗涤3-5遍以除去残留的单体和引发剂，滤干；再用无水乙醇洗涤4-6遍，滤干，真空60℃下干燥12h，得所述的聚苯乙烯-马来酸酐微球；
其中，所述苯乙烯与马来酸酐的摩尔比为1～2:1；所述乙醇和丙二醇甲醚的质量比为(20～80)：(20～80)；
按重量份计，所述引发剂的加入量为单体总量的0.25～0.5％；所述分散剂的加入量为单体总量的10.0～15.0％；所述乙醇和丙二醇甲醚的加入量为3.0～3.5g/克单体。
2.根据权利要求1所述的聚苯乙烯-马来酸酐微球，其特征在于：所述乙醇和丙二醇甲醚的加入量为(25～45)：(20～35)。
3.根据权利要求1所述的聚苯乙烯-马来酸酐微球，其特征在于：所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚乙烯醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的聚苯乙烯-马来酸酐微球，其特征在于：所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。
5.根据权利要求1所述的聚苯乙烯-马来酸酐微球，其特征在于：所述的聚苯乙烯-马来酸酐微球，其微球粒径为1.5～6μm。
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