CN112679631A - 一种去除合成树脂中的小分子物质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于高分子材料领域，提供了一种去除合成树脂中的小分子物质的方法，包括如下步骤：将单体与引发剂混合，得到混合溶液；使混合溶液进行聚合反应，得到反应液，该反应液中包含大分子的合成树脂及小分子物质，该小分子的物质包括小分子的合成树脂和/或未参与反应的单体；将反应液加入静电纺丝装置中，将静电纺丝装置的针头出丝口置于装有洗液的容器的上方，开启静电纺丝装置，推进反应液，在针头出现液滴时，对针头加电压，形成喷雾并进入洗液中，喷雾中的小分子物质溶解在洗液中，大分子的合成树脂形成沉淀，该沉淀即为窄分布的合成树脂。本发明的方法可以形成颗粒尺寸小的喷雾，可以有效的去除合成树脂中的小分子物质。

Description

一种去除合成树脂中的小分子物质的方法

技术领域

本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种去除合成树脂中的小分子物质的方法。

背景技术

合成树脂是一种人工合成的一类高分子量聚合物，是兼备或超过天然树脂固有特性的一种树脂。目前合成树脂被广泛的应用于电子、电气、汽车、家具、玩具、娱乐用品、家用器具和医疗用品等领域。

合成树脂上连接的分子基团及分子的大小在较大程度上决定着合成树脂的性能。例如，研究表明，光刻胶树脂上连接的分子基团及光刻胶树脂的分子大小，在较大程度上决定着光刻胶树脂的分辨率及抗刻蚀性。光刻胶树脂的分子量分布直接决定了光刻胶树脂的感光性，分子量分布较宽时，在进行光刻工艺过程中，会导致曝光区域的不均匀性。以负胶为例，光刻胶树脂中的大分子感光度高，先吸收光进行交联反应，而小分子感光度小，后进行交联反应，甚至不进行交联反应，这样会导致光刻胶整体交联的不均匀性，在显影处理后，会出现线条不直、坍塌、分辨率降低等现象。

在树脂合成过程中，由于每个单体的空间位阻不一，连接的官能团特性不一，导致在聚合过程中，单体聚合速率不一，聚合不均匀，会在反应体系中出现小分子的聚合物，甚至是没有参与聚合的残留单体，这样会导致树脂的分子量分布变宽。为了避免这种情况，通常会在聚合过程中，选择合适的溶剂以及引发剂进行持续的单体聚合，有必要的时候还需加入链转移剂进一步促进聚合，以便达到均一聚合物的目的。但是即便这样还是不能完全保证树脂内部聚合的均匀性。所以在聚合反应完成后，需要进行纯化后处理，将未反应的单体和低聚物等小分子物质去除，以便获取窄分布的树脂。

目前常用的纯化处理方法有洗液清洗、滴入式清洗及喷淋式清洗。洗液清洗利用了大分子在洗液中析出而小分子溶解的特性，但是由于存在大分子包裹小分子的情况，使得洗液清洗的效果不理想，需要多次清洗、工艺不稳定且繁琐。滴入式清洗在一定程度上降低了大分子包裹小分子的情况，但是会出现较大液滴，此时，小分子还是会被包裹住。喷淋式清洗的液滴尺寸相对于滴入式的液滴尺寸更小，进一步解决降低了大分子包裹小分子的情况，但是为了达到更好的小分子去除率，需要更大的压力，会造成气体的浪费，还会引入颗粒以及杂质，此外，更大的压力就需要管路选用承压能力更强的材质，管路的每一个阀门处、接口处必须完全焊接紧密，增加了工艺复杂度及成本。

发明内容

本发明实施例提供一种新的去除合成树脂中的小分子物质的方法，旨在解决合成树脂中的小分子物质难以完全去除的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种去除合成树脂中的小分子物质的方法，其包括如下步骤：

步骤S1：将单体与引发剂混合，得到混合溶液；

步骤S2：对所述混合溶液进行加热和/或光照，使所述混合溶液进行热聚合反应和/或光聚合反应，得到反应液，该反应液中包含大分子的合成树脂及小分子物质，该小分子的物质包括小分子的合成树脂和/或未参与反应的单体；

步骤S3：将反应液加入静电纺丝装置中，将静电纺丝装置的针头出丝口置于装有洗液的容器的上方，开启静电纺丝装置，推进所述反应液，在针头出现液滴时，对针头加电压，形成喷雾并进入洗液中，喷雾中的小分子物质溶解在洗液中，大分子的合成树脂形成沉淀，该沉淀即为窄分布的合成树脂。

更进一步地，所述步骤S1中制备混合溶液的方法为：将所述单体溶解于溶剂中，然后加入引发剂，使引发剂溶解在溶剂中。

更进一步地，所述单体为甲基丙烯酸树脂的单体、苯乙烯类单体或丙烯酸类单体。

更进一步地，所述步骤S2的聚合反应在保护气氛中进行。

更进一步地，所述步骤S2中对所述混合溶液进行加热和/或光照的同时搅拌所述混合溶液。

更进一步地，所述去除合成树脂中的小分子物质的方法还包括：步骤S4：将步骤S3中的沉淀与溶液分离。

更进一步地，所述静电纺丝装置的针头的规格为10～30G、外径为0.31～3.5mm。

更进一步地，所述针头距离洗液上表面的距离的范围为5～20cm。

更进一步地，所述针头所加电压的范围为10～40kv。

更进一步地，所述反应液的推进速率的范围为0.1～2mL/h。

本发明的去除合成树脂中的小分子物质的方法，在反应液后处理时，引入静电纺丝装置，舍弃传统的直接加压法，通过在液滴处加高压，使液滴形成颗粒尺寸较小的喷雾进入洗液，如此可以使小分子物质充分的与洗液接触，从而达到去除可溶性的小分子杂质的目的，进而降低合成树脂的分子量分布。所述去除合成树脂中的小分子物质的方法通过调节反应液的推进速率和针头的电压强度，可以改变液滴雾化程度，雾化后得到颗粒尺寸较小的喷雾，从而使得小分子的合成树脂和/或未反应的单体等小分子物质充分保暴露，而与洗液充分接触，从而被去除，进而合成得到高纯度、窄分布的树脂。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明较佳实施方式提供一种去除合成树脂中的小分子物质的方法，其包括如下步骤：

步骤S1：将单体与引发剂混合，得到混合溶液；

步骤S2：对所述混合溶液进行加热和/或光照，使所述混合溶液进行热聚合反应和/或光聚合反应，得到反应液，该反应液中包含大分子的合成树脂及小分子物质，该小分子的物质包括小分子的合成树脂和/或未参与反应的单体；

步骤S3：将反应液加入至静电纺丝装置的微量泵中，将静电纺丝装置的针头出丝口置于装有洗液的容器的上方，开启静电纺丝装置，推进所述反应液，在针头出现液滴时，对针头加电压，液滴形成泰勒锥后，开始形成喷雾并进入洗液中，喷雾中的小分子的合成树脂和/或未反应的单体等小分子物质溶解在洗液中，大分子的合成树脂形成沉淀，该沉淀即为窄分布的合成树脂；

步骤S4：将步骤S3中的沉淀与溶液分离，即得到窄分布的合成树脂。

在所述单体与引发剂互溶时，可以不添加溶剂。在所述单体与引发剂不互溶时，需要将单体与引发剂溶解在溶剂中。该溶剂包括但不限于四氢呋喃、丁酮、乙酸乙酯及甲苯中的一种或几种。该溶剂有助于所述单体和引发剂形成均匀的混合体系。在至少一实施例中，溶剂的用量为单体总质量的4～10倍。

在单体与引发剂互溶时，所述步骤S1优选为：先将所述单体溶解于溶剂中，然后加入引发剂，使引发剂溶解在溶剂中。如此，可以加速所述单体和引发剂的溶解速率，提高单体和引发剂在所述混合溶液中的分散均匀性。更优选的，在溶解过程中同时进行搅拌。在至少一实施例中，搅拌速度为300～500rpm。该搅拌速度可以保证所述单体和引发剂具有较高的溶解速率，同时保证所述单体和引发剂分散均匀。

所述单体可以为甲基丙烯酸树脂的单体、苯乙烯类单体、丙烯酸类单体等用于制备合成树脂的单体。在至少一实施例中，该甲基丙烯酸树脂的单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯。该甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯的质量比的范围为(1～10)：(1～10)：(1～10)。这样的单体用量，可以制备出重均分子量10000以下的甲基丙烯酸树脂，较可控，在使用该甲基丙烯酸树脂制备光刻胶时易于溶解。

可以理解的，在至少一实施例中，所述步骤S2的聚合反应在保护气氛中进行，该保护气氛的气体可以为常规使用的氮气、氩气等保护气体。

所述步骤S2中，在聚合反应的过程中，可以同时搅拌所述混合溶液，如此，可以使所述引发剂受热和/或受光均匀，防止局部受热和/受光过度，从而使所述引发剂的分解速率保持一致，进而提高合成树脂的得率。

在至少一实施例中，所述单体和引发剂在玻璃瓶中混合，所述聚合反应在玻璃瓶中进行。可以理解的，该玻璃瓶可以为常规应用于聚合反应的单口烧瓶、多口烧瓶等玻璃容器。

所述引发剂依据所述单体种类的不同，可以选择热引发剂或光引发剂。所述引发剂的用量为单体总质量的1％～10％。这样的引发剂的用量，可以制备出重均分子量10000以下的合成树脂，较可控。

在所述单体需要在加热条件下聚合时，所述引发剂为热引发剂。该热引发剂包括但不限于偶氮二异庚腈、偶氮异丁氰基甲酰胺、过氧化苯甲酸叔丁酯中的至少一种。所述步骤S2为：对所述混合溶液进行加热，使所述混合溶液进行热聚合反应，得到反应液，热聚合反应结束后对反应液进行冷却。在至少一实施例中，所述步骤S2为：将装有混合溶液的四口烧瓶，置于装有磁力搅拌器的油浴锅中，安装好冷凝管和氮气接口后，开启冷凝水，通入氮气，开启磁力搅拌器并将油浴锅的温度升至溶剂的沸点温度，出现沸腾现象后，反应液进行聚合反应。

在所述单体需要在光照条件下聚合时，所述引发剂为光引发剂，所述步骤S2为：对所述混合溶液进行光照，使所述混合溶液进行光聚合反应。

可以理解的，在其它实施例中，所述单体还可以同时在加热和光照的条件下聚合，如此可以有效的提高聚合速度，此时，所述引发剂为光引发剂和热引发剂。

在至少一实施例中，步骤S3是利用蠕动泵将反应液打入至静电纺丝装置的微量泵中。可以理解的，在其它实施例中，可以使用其它常规使用的方法将反应液加入至静电纺丝装置的微量泵中。

所述静电纺丝装置的针头的规格为10～30G、外径为0.31～3.5mm，针头距离洗液上表面的距离的范围为5～20cm，针头所加电压的范围为10～40kv，反应液的推进速率的范围为0.1～2mL/h。这样的电压范围和推进速率可以使液滴具有较高的雾化程度，雾化后得到颗粒尺寸较小的喷雾，从而使得小分子的合成树脂和/或未反应的单体等小分子物质充分保暴露，而与洗液充分接触，从而被去除。

在至少一实施例中，所述沉淀与溶液分离的方法为离心处理，离心速率为3000～5000rpm，时间为5～10min。可以理解的，在其它实施例中，可以使用其它常规用于固液分离的方法将所述沉淀与溶液分离。

在至少一实施例中，所述洗液为乙醚。可以理解的，在其它实施例中，也可以采用其他沉淀溶剂作为洗液，只要能够使得所述大分子的合成树脂发生沉淀即可。

所述去除合成树脂中的小分子物质的方法，在反应液后处理时，引入静电纺丝装置，舍弃传统的直接加压法，通过在液滴处加高压，使液滴在电场力作用下，被拉伸至锥状，形成泰勒锥，继续增大电场力至液滴表面张力时，泰勒锥处形成一个非常细的喷射流，随后失去电场力时，细流会进一步细化，形成液滴尺寸较小的喷雾进入洗液，如此可以使小分子物质充分的与洗液接触，从而达到去除可溶性的小分子杂质的目的，进而降低合成树脂的分子量分布。所述去除合成树脂中的小分子物质的方法通过调节反应液的推进速率和针头的电压强度，可以改变液滴雾化程度，雾化后得到尺寸较小的液滴，从而使得小分子的合成树脂和/或未反应的单体等小分子物质充分保暴露，而与洗液充分接触，从而被去除，进而得到高纯度窄分布的合成树脂。

下面通过具体实施例来对本发明进行具体说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。

实施例1

将50g的甲基丙烯酸甲酯、30g的丙烯酸丁酯以及20g的2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯置于含有400g四氢呋喃溶剂的四口烧瓶中，搅拌至单体混合均匀；

待甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯溶解后，加入2g过氧化苯甲酸叔丁酯，搅拌至溶解，得到混合溶液；

将装有混合溶液的四口烧瓶，置于装有磁力搅拌器的油浴锅中，安装好冷凝管和氮气接口后，开启冷凝水，通入氮气，开启磁力搅拌器并将油浴锅的温度升至溶剂的沸点，约66℃，出现沸腾现象后，聚合反应开始，反应20h，得到反应液；

冷却所述反应液，将反应液置于静电纺丝装置的微量泵中，将静电纺丝装置的针头(15G，1.8mm)垂直放置在装有乙醚的容器的正上方，针头距离乙醚上表面的距离为15cm。设置反应液的推进速率为0.1mL/h，针头处出现液滴时，对针头处加10kv的高电压，液滴形成泰勒锥时，开始出现喷雾并进入乙醚中；

利用离心机进行固液分离，离心速率为5000rpm，时间为10min，得到高纯度窄分布的甲基丙烯酸树脂。

实施例2

将50g的的甲基丙烯酸甲酯、30g的丙烯酸丁酯以及20g的2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯置于含有400g四氢呋喃溶剂的四口烧瓶中，搅拌至单体混合均匀；

待甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯溶解后，加入2g过氧化苯甲酸叔丁酯，搅拌至溶解，得到混合溶液；

将装有混合溶液的四口烧瓶，置于装有磁力搅拌器的油浴锅中，安装好冷凝管和氮气接口后，开启冷凝水，通入氮气，开启磁力搅拌器并将油浴锅的温度升至溶剂的沸点，约66℃，出现沸腾现象后，聚合反应开始，反应20h，得到反应液；

冷却所述反应液，将反应液置于静电纺丝装置的微量泵中，将静电纺丝装置的针头(15G，1.8mm)垂直放置在装有乙醚的容器的正上方，针头距离乙醚上表面的距离为15cm。设置反应液的推进速率为0.1mL/h，针头处出现液滴时，对针头处加20kv的高电压，液滴形成泰勒锥时，开始出现喷雾并进入乙醚中；

利用离心机进行固液分离，离心速率为5000rpm，时间为10min，得到高纯度窄分布的甲基丙烯酸树脂。

实施例3

将50g的甲基丙烯酸甲酯、30g的丙烯酸丁酯以及20g的2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯置于含有400g四氢呋喃溶剂的四口烧瓶中，搅拌至单体混合均匀；

待甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯溶解后，加入2g过氧化苯甲酸叔丁酯，搅拌至溶解，得到混合溶液；

将装有混合溶液的四口烧瓶，置于装有磁力搅拌器的油浴锅中，安装好冷凝管和氮气接口后，开启冷凝水，通入氮气，开启磁力搅拌器并将油浴锅的温度升至溶剂的沸点，约66℃，出现沸腾现象后，聚合反应开始，反应20h，得到反应液；

冷却所述反应液，将反应液置于静电纺丝装置的微量泵中，将静电纺丝装置的针头(15G，1.8mm)垂直放置在装有乙醚的容器的正上方，针头距离乙醚上表面的距离为15cm。设置反应液的推进速率为0.1mL/h，针头处出现液滴时，对针头处加30kv的高电压，液滴形成泰勒锥时，开始出现喷雾并进入乙醚中；

利用离心机进行固液分离，离心速率为5000rpm，时间为10min，得到高纯度窄分布的甲基丙烯酸树脂。

实施例4

将50g的甲基丙烯酸甲酯、30g的丙烯酸丁酯以及20g的2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯置于含有400g四氢呋喃溶剂的四口烧瓶中，搅拌至单体混合均匀；

待甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯溶解后，加入2g过氧化苯甲酸叔丁酯，搅拌至溶解，得到混合溶液；

将装有混合溶液的四口烧瓶，置于装有磁力搅拌器的油浴锅中，安装好冷凝管和氮气接口后，开启冷凝水，通入氮气，开启磁力搅拌器并将油浴锅的温度升至溶剂的沸点，约66℃，出现沸腾现象后，聚合反应开始，反应20h，得到反应液；

冷却所述反应液，将反应液置于静电纺丝装置的微量泵中，将静电纺丝装置的针头(15G，1.8mm)垂直放置在装有乙醚的容器的正上方，针头距离乙醚上表面的距离为15cm。设置反应液的推进速率为0.5mL/h，针头处出现液滴时，对针头处加10kv的高电压，液滴形成泰勒锥时，开始出现喷雾并进入乙醚中；

利用离心机进行固液分离，离心速率为5000rpm，时间为10min，得到高纯度窄分布的甲基丙烯酸树脂。

实施例5

将50g的甲基丙烯酸甲酯、30g的丙烯酸丁酯以及20g的2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯置于含有400g四氢呋喃溶剂的四口烧瓶中，搅拌至单体混合均匀；

待甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯溶解后，加入2g过氧化苯甲酸叔丁酯，搅拌至溶解，得到混合溶液；

将装有混合溶液的四口烧瓶，置于装有磁力搅拌器的油浴锅中，安装好冷凝管和氮气接口后，开启冷凝水，通入氮气，开启磁力搅拌器并将油浴锅的温度升至溶剂的沸点，约66℃，出现沸腾现象后，聚合反应开始，反应20h，得到反应液；

冷却所述反应液，将反应液置于静电纺丝装置的微量泵中，将静电纺丝装置的针头(15G，1.8mm)垂直放置在装有乙醚的容器的正上方，针头距离乙醚上表面的距离为15cm。设置反应液的推进速率为0.5mL/h，针头处出现液滴时，对针头处加30kv的高电压，液滴形成泰勒锥时，开始出现喷雾并进入乙醚中；

利用离心机进行固液分离，离心速率为5000rpm，时间为10min，得到高纯度窄分布的甲基丙烯酸树脂。

实施例6

将50g的甲基丙烯酸甲酯、30g的丙烯酸丁酯以及20g的2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯置于含有400g四氢呋喃溶剂的四口烧瓶中，搅拌至单体混合均匀；

待甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯溶解后，加入2g过氧化苯甲酸叔丁酯，搅拌至溶解，得到混合溶液；

将装有混合溶液的四口烧瓶，置于装有磁力搅拌器的油浴锅中，安装好冷凝管和氮气接口后，开启冷凝水，通入氮气，开启磁力搅拌器并将油浴锅的温度升至溶剂的沸点，约66℃，出现沸腾现象后，聚合反应开始，反应20h，得到反应液；

冷却所述反应液，将反应液置于静电纺丝装置的微量泵中，将静电纺丝装置的针头(15G，1.8mm)垂直放置在装有乙醚的容器的正上方，针头距离乙醚上表面的距离为15cm。设置反应液的推进速率为2mL/h，针头处出现液滴时，对针头处加10kv的高电压，液滴形成泰勒锥时，开始出现喷雾并进入乙醚中；

利用离心机进行固液分离，离心速率为5000rpm，时间为10min，得到高纯度窄分布的甲基丙烯酸树脂。

实施例7

将50g的甲基丙烯酸甲酯、30g的丙烯酸丁酯以及20g的2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯置于含有400g四氢呋喃溶剂的四口烧瓶中，搅拌至单体混合均匀；

待甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯溶解后，加入2g过氧化苯甲酸叔丁酯，搅拌至溶解，得到混合溶液；

将装有混合溶液的四口烧瓶，置于装有磁力搅拌器的油浴锅中，安装好冷凝管和氮气接口后，开启冷凝水，通入氮气，开启磁力搅拌器并将油浴锅的温度升至溶剂的沸点，约66℃，出现沸腾现象后，聚合反应开始，反应20h，得到反应液；

冷却所述反应液，将反应液置于静电纺丝装置的微量泵中，将静电纺丝装置的针头(15G，1.8mm)垂直放置在装有乙醚的容器的正上方，针头距离乙醚上表面的距离为15cm。设置反应液的推进速率为2mL/h，针头处出现液滴时，对针头处加20kv的高电压，液滴形成泰勒锥时，开始出现喷雾并进入乙醚中；

利用离心机进行固液分离，离心速率为5000rpm，时间为10min，得到高纯度窄分布的甲基丙烯酸树脂。

实施例8

将50g的甲基丙烯酸甲酯、30g的丙烯酸丁酯以及20g的2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯置于含有400g四氢呋喃溶剂的四口烧瓶中，搅拌至单体混合均匀；

待甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯溶解后，加入2g过氧化苯甲酸叔丁酯，搅拌至溶解，得到混合溶液；

将装有混合溶液的四口烧瓶，置于装有磁力搅拌器的油浴锅中，安装好冷凝管和氮气接口后，开启冷凝水，通入氮气，开启磁力搅拌器并将油浴锅的温度升至溶剂的沸点，约66℃，出现沸腾现象后，聚合反应开始，反应20h，得到反应液；

冷却所述反应液，将反应液置于静电纺丝装置的微量泵中，将静电纺丝装置的针头(15G，1.8mm)垂直放置在装有乙醚的容器的正上方，针头距离乙醚上表面的距离为15cm。设置反应液的推进速率为2mL/h，针头处出现液滴时，对针头处加30kv的高电压，液滴形成泰勒锥时，开始出现喷雾并进入乙醚中；

利用离心机进行固液分离，离心速率为5000rpm，时间为10min，得到高纯度窄分布的甲基丙烯酸树脂。

实施例9

将50g的甲基丙烯酸甲酯、30g的丙烯酸丁酯以及20g的2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯置于含有400g四氢呋喃溶剂的四口烧瓶中，搅拌至单体混合均匀；

待甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯溶解后，加入2g过氧化苯甲酸叔丁酯，搅拌至溶解，得到混合溶液；

将装有混合溶液的四口烧瓶，置于装有磁力搅拌器的油浴锅中，安装好冷凝管和氮气接口后，开启冷凝水，通入氮气，开启磁力搅拌器并将油浴锅的温度升至溶剂的沸点，约66℃，出现沸腾现象后，聚合反应开始，反应20h，得到反应液；

冷却所述反应液，将反应液置于静电纺丝装置的微量泵中，将静电纺丝装置的针头(15G，1.8mm)垂直放置在装有乙醚的容器的正上方，针头距离乙醚上表面的距离为15cm。设置反应液的推进速率为0.5mL/h，针头处出现液滴时，对针头处加20kv的高电压，液滴形成泰勒锥时，开始出现喷雾并进入乙醚中；

利用离心机进行固液分离，离心速率为5000rpm，时间为10min，得到高纯度窄分布的甲基丙烯酸树脂。

对比例1

将50g的甲基丙烯酸甲酯、30g的丙烯酸丁酯以及20g的2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯置于含有400g四氢呋喃溶剂的四口烧瓶中，搅拌至单体混合均匀；

待甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯溶解后，加入2g过氧化苯甲酸叔丁酯，搅拌至溶解，得到混合溶液；

将装有混合溶液的四口烧瓶，置于装有磁力搅拌器的油浴锅中，安装好冷凝管和氮气接口后，开启冷凝水，通入氮气，开启磁力搅拌器并将油浴锅的温度升至溶剂的沸点，约66℃，出现沸腾现象后，聚合反应开始，反应20h，得到反应液；

冷却所述反应液，将反应液置于不锈钢钢瓶中，瓶口一端接不锈钢雾化喷头，喷头处于装有乙醚溶剂容器正上方，距离为15cm。另一端接氮气钢瓶。开启氮气钢瓶阀门，将氮气压力提升至4bar，喷头出开始出现喷雾并进入乙醚中；

利用离心机进行固液分离，离心速率为5000rpm，时间为10min，得甲基丙烯酸树脂。

对比例2

将50g的甲基丙烯酸甲酯、30g的丙烯酸丁酯以及20g的2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯置于含有400g四氢呋喃溶剂的四口烧瓶中，搅拌至单体混合均匀；

待甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯溶解后，加入2g过氧化苯甲酸叔丁酯，搅拌至溶解，得到混合溶液；

将装有混合溶液的四口烧瓶，置于装有磁力搅拌器的油浴锅中，安装好冷凝管和氮气接口后，开启冷凝水，通入氮气，开启磁力搅拌器并将油浴锅的温度升至溶剂的沸点，约66℃，出现沸腾现象后，聚合反应开始，反应20h，得到反应液；

冷却所述反应液，将反应液置于不锈钢钢瓶中，瓶口一端接不锈钢雾化喷头，喷头处于装有乙醚溶剂容器正上方，距离为15cm。另一端接氮气钢瓶。开启氮气钢瓶阀门，将氮气压力提升至8bar，喷头出开始出现喷雾并进入乙醚中；

利用离心机进行固液分离，离心速率为5000rpm，时间为10min，得甲基丙烯酸树脂。

对实施例1～9制得的高纯度窄分布的甲基丙烯酸树脂及对比例1～2制得的甲基丙烯酸树脂称重，计算产率、重均分子量、分子量分布及最小分子量，结果请参表一：

表一：

将实施例1～9及对比例1～2对比可知，使用静电纺丝技术处理后的甲基丙烯酸树脂整体所含小分子数目较少，分子量分布较窄。

由对比例1～2可知，氮气压力从4bar提升至8bar，宏观现象上，雾化现象确实更明显，但是还是能看到很多细流，说明还是有很多液滴没有被打开，小分子物质仍被包裹在液滴中，只是受力通过喷头直接进入洗液，这些被包裹的小分子物质没有被去除，造成甲基丙烯酸树脂的整体分子量分布较宽，效果不佳。

由实施例1～9可知，在高电压作用下，所得到的甲基丙烯酸树脂的最小分子量高，分子量分布窄。这是因为，针头处所加电压越高，提供破坏液滴表面张力的作用力越大，液滴更容易被打开，形成超细尺寸的颗粒，这样小分子物质的去除效果越佳。推进速率主要影响电压作用的液滴量，速率越快，作用的液滴量越多，当一部分液滴被消耗，后续的液滴及时补充，清洗效果最佳。但是如果速率太大，会导致正在消耗的液滴还没有完全被打开时，被后续的液滴推挤出去直接掉落在洗液中，这样除去小分子物质效率不高，换而言之，液滴并没有在电压的作用下被打开就直接进入洗液中，小分子物质并没有从液滴中脱离出来，导致没有办法被洗液洗去，反而导致分子量分布变宽。

本发明的去除合成树脂中的小分子物质的方法，在反应液后处理时，引入静电纺丝装置，舍弃传统的直接加压法，通过在液滴处加高压，使液滴形成颗粒尺寸较小的喷雾进入洗液，如此可以使小分子物质充分的与洗液接触，从而达到去除可溶性的小分子杂质的目的，进而降低合成树脂的分子量分布。所述去除合成树脂中的小分子物质的方法通过调节反应液的推进速率和针头的电压强度，可以改变液滴雾化程度，雾化后得到颗粒尺寸较小的喷雾，从而使得小分子的合成树脂和/或未反应的单体等小分子物质充分保暴露，而与洗液充分接触，从而被去除，进而得到高纯度窄分布的合成树脂。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种去除合成树脂中的小分子物质的方法，其包括如下步骤：

步骤S1：将单体与引发剂混合，得到混合溶液；

步骤S2：对所述混合溶液进行加热和/或光照，使所述混合溶液进行热聚合反应和/或光聚合反应，得到反应液，该反应液中包含大分子的合成树脂及小分子物质，该小分子的物质包括小分子的合成树脂和/或未参与反应的单体；

步骤S3：将反应液加入静电纺丝装置中，将静电纺丝装置的针头出丝口置于装有洗液的容器的上方，开启静电纺丝装置，推进所述反应液，在针头出现液滴时，对针头加电压，形成喷雾并进入洗液中，喷雾中的小分子物质溶解在洗液中，大分子的合成树脂形成沉淀，该沉淀即为窄分布的合成树脂。

2.如权利要求1所述的去除合成树脂中的小分子物质的方法，其特征在于：所述步骤S1中制备混合溶液的方法为：将所述单体溶解于溶剂中，然后加入引发剂，使引发剂溶解在溶剂中。

3.如权利要求1所述的去除合成树脂中的小分子物质的方法，其特征在于：所述单体为甲基丙烯酸树脂的单体、苯乙烯类单体或丙烯酸类单体。

4.如权利要求1所述的去除合成树脂中的小分子物质的方法，其特征在于：所述步骤S2的聚合反应在保护气氛中进行。

5.如权利要求1所述的去除合成树脂中的小分子物质的方法，其特征在于：所述步骤S2中对所述混合溶液进行加热和/或光照的同时搅拌所述混合溶液。

6.如权利要求1所述的去除合成树脂中的小分子物质的方法，其特征在于：所述去除合成树脂中的小分子物质的方法还包括：

步骤S4：将步骤S3中的沉淀与溶液分离。

7.如权利要求1所述的去除合成树脂中的小分子物质的方法，其特征在于：所述静电纺丝装置的针头的规格为10～30G、外径为0.31～3.5mm。

8.如权利要求1所述的去除合成树脂中的小分子物质的方法，其特征在于：所述针头距离洗液上表面的距离的范围为5～20cm。

9.如权利要求1所述的去除合成树脂中的小分子物质的方法，其特征在于：所述针头所加电压的范围为10～40kv。

10.如权利要求1所述的去除合成树脂中的小分子物质的方法，其特征在于：所述反应液的推进速率的范围为0.1～2mL/h。