CN117801358A - 一种基于可聚合低共熔溶剂的多孔聚合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于可聚合低共熔溶剂的多孔聚合物及其制备方法，包括以下步骤：将单体和氢键受体混合并加热形成低共熔溶剂，然后将乳化剂、交联剂和引发剂加入低共熔溶剂中混合均匀作为连续相，在一定剪切速率下将分散相逐滴加入连续相中形成稳定的高内相乳液，通过加热引发连续相聚合，接着通过索式提取除去分散相再干燥，即得到多孔聚合物材料。本发明开发了一种新的高内相乳液模板体系，将可聚合低共熔溶剂用作高内相乳液的连续相，为高内相乳液模板法制备多孔聚合物材料提供了新的可用体系和思路，能够在提高连续相中单体含量的同时制备出具有较高的材料孔隙率的多孔材料，对制备高孔隙率的多孔聚合物材料具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及多孔聚合物技术领域，尤其涉及一种基于可聚合低共熔溶剂的多孔聚合物及其制备方法。
背景技术
低共熔溶剂是一类新兴的绿色可设计溶剂，因其低成本、可调的物理化学性质等特点被视为传统有机溶剂的新型替代品，在材料科学等许多领域有着广泛应用。组分中含可聚合单体的低共熔溶剂又被称为可聚合低共熔溶剂，在聚合物材料合成中可同时发挥反应单体和反应介质的作用。近年来，低共熔溶剂已被用于与高内相乳液模板法相结合制备多孔聚合物材料。高内相乳液是指分散相的体积分数在74.05%以上的乳液，在乳液连续相引发单体聚合并除去分散相液体，即可获得高孔隙率多孔聚合物材料。高内相乳液模板法因操作简便且可通过调整模板参数来改变多孔聚合物的结构及性能等优点而成为多孔聚合物材料制备的重要方法之一。
基于水包油型高内相乳液模板制备的亲水性多孔聚合物水凝胶材料已被广泛应用于吸附分离、药物输送以及组织工程等领域。然而实现该类高内相乳液的稳定，通常需要加入相对于连续相质量分数20%以上的小分子乳化剂，且连续相中单体含量不高，通常小于30%。继续提高连续相中单体含量会导致乳液不稳定，所形成的多孔聚合物互连孔径和开孔率的显著降低，应用受限。可聚合低共熔溶剂作为连续相，同时提供反应介质和反应单体，与有机相形成的高内相乳液模板，为亲水性多孔聚合物的制备提供了新思路，但目前为止该类型的可用体系开发较少。
因此，本发明公开的一种基于可聚合低共熔溶剂的多孔聚合物及其制备方法，能够在提高连续相中单体含量的同时制备出具有较高的材料孔隙率的多孔材料，显然具有重要的研究意义。
发明内容
本发明的发明目的是一种基于可聚合低共熔溶剂的多孔聚合物及制备方法，提高单体含量的同时提升材料开孔率。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种基于可聚合低共熔溶剂的多孔聚合物的制备方法，包括以下步骤：将单体和氢键受体混合并加热形成低共熔溶剂，然后将乳化剂、交联剂和引发剂加入低共熔溶剂中混合均匀作为连续相，在一定剪切速率下将分散相逐滴加入连续相中形成稳定的高内相乳液，通过加热引发连续相聚合，接着通过索式提取除去分散相再干燥，即得到多孔聚合物材料。
优选地，所述单体包括可聚合单体，所述可聚合单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺或N-异丙基丙烯酰胺中的一种；更优选地，所述单体为丙烯酸。
优选地，所述氢键受体包括季铵盐，更优选地，所述季铵盐为氯化胆碱。
优选地，所述单体和季铵盐的摩尔比为1：1~4：1。
上文中，所述单体和季铵盐的摩尔比包括但不限于1：1、2：1、3：1、4：1。
优选地，所述乳化剂包括聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬酸酯（Tween 60）或（聚氧乙烯）-（聚氧丙烯）-（聚氧乙烯）嵌段共聚物，所述乳化剂的添加量为低共熔溶剂总质量的1~20%，包括但不限于1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%。
优选地，所述（聚氧乙烯）-（聚氧丙烯）-（聚氧乙烯）嵌段共聚物包括（聚氧乙烯）100-（聚氧丙烯）65-（聚氧乙烯）100（Pluronic 127）和（聚氧乙烯）81-（聚氧丙烯）31-（聚氧乙烯）81（Pluronic F68）。
优选地，所述交联剂包括N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBAM）或乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA），所述交联剂与单体的摩尔比为1：20~1：10。
优选地，所述引发剂包括过硫酸钾（KPS），所述引发剂与单体的摩尔比为1：100~1：20，包括但不限于1：100、1：50、3：100、1：25、1：20。
优选地，所述分散相包括十四烷、十六烷或十八烷，所述分散相的体积为高内相乳液总体积的75~90%，包括但不限于75%、78%、80%、82%、84%、85%、86%、88%、90%。
优选地，形成高内相乳液的剪切速率为3000~6000rpm；包括但不限于3000rpm、4000rpm、5000rpm、6000rpm。
优选地，引发连续相聚合的温度为60-70℃；包括但不限于60℃、62℃、64℃、65℃、66℃、68℃、70℃。
优选地，聚合反应时间为20-30小时；包括但不限于20小时、22小时、24小时、25小时、26小时、28小时、30小时。
优选地，索式提取的溶剂为乙醇和水。
优选地，干燥方式为冷冻干燥，干燥时间为12-24小时，包括但不限于12小时、13小时、14小时、15小时、16小时、17小时、18小时、19小时、20小时、21小时、22小时、23小时、24小时。
本申请还要求保护一种基于可聚合低共熔溶剂的多孔聚合物，采用上文所述的基于可聚合低共熔溶剂的多孔聚合物的制备方法制备而成。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.本发明开发了一种新的高内相乳液模板体系，将低共熔溶剂用作高内相乳液的连续相，为高内相乳液模板法制备多孔聚合物材料提供了新的可用体系和思路，对制备高孔隙率的多孔聚合物材料具有重要意义；
2.本发明提供的模板体系可以用较少的乳化剂添加量来制备高内相乳液，乳液稳定时间超过48小时；该方法在显著提高连续相单体含量的同时制备的多孔聚合物材料具有较高的孔隙率，且其开孔率可通过改变低共熔溶剂体积占比及乳化剂用量等进行调节，在吸附分离等领域有着较好的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的一些附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1中，（a）为实施例1-6制备的高内相乳液的样品图；（b）为对应的多孔聚合物的样品图。
图2为实施例3-6制备的高内相乳液微观形貌图。
图3为实施例1-3制备的多孔聚合物材料的SEM图。
图4为对比例1制备的多孔聚合物材料的SEM图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
称取0.05mol（3.60g）丙烯酸和0.0125mol（1.75g）氯化胆碱混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂，冷却至室温后加入0.54g Pluronic F68，0.39g MBAM和0.14g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在6000 rpm剪切速率下逐滴加入20mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料。
实施例2
称取0.045mol（3.24g）丙烯酸和0.015mol（2.09g）氯化胆碱混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂，冷却至室温后加入0.53g Pluronic F68，0.35g MBAM和0.12g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在6000 rpm剪切速率下逐滴加入20mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料。
实施例3
称取0.04mol（2.88g）丙烯酸和0.02mol（2.79g）氯化胆碱混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂，冷却至室温后加入0.57g Pluronic F68，0.31g MBAM和0.11g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在6000 rpm剪切速率下逐滴加入21.6mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料。
实施例4
称取0.04mol（2.88g）丙烯酸和0.02mol（2.79g）氯化胆碱混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂（体积约5.4mL），冷却至室温后加入0.28g Pluronic F68，0.31g MBAM和0.11g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在6000 rpm剪切速率下逐滴加入21.6mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料。
实施例5
称取0.04mol（2.88g）丙烯酸和0.02mol（2.79g）氯化胆碱混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂（体积约5.4mL），冷却至室温后加入0.85g Pluronic F68，0.31g MBAM和0.11g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在6000 rpm剪切速率下逐滴加入21.6mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料。
实施例6
称取0.04mol（2.88g）丙烯酸和0.02mol（2.79g）氯化胆碱混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂（体积约5.4mL），冷却至室温后加入1.14g Pluronic F68，0.31g MBAM和0.11g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在6000 rpm剪切速率下逐滴加入21.6mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料。
实施例7
称取0.04mol（2.88g）丙烯酸和0.02mol（2.79g）氯化胆碱混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂，冷却至室温后加入0.57g Pluronic F68，0.31g MBAM和0.11g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在3000 rpm剪切速率下逐滴加入21.6mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料。
实施例8
称取0.04mol（2.88g）丙烯酸和0.02mol（2.79g）氯化胆碱混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂，冷却至室温后加入0.57g Pluronic F68，0.31g MBAM和0.11g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在9000 rpm剪切速率下逐滴加入21.6mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料。
实施例9
称取0.04mol（2.88g）丙烯酸和0.02mol（2.79g）氯化胆碱混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂，冷却至室温后加入0.57g Pluronic F68，0.31g MBAM和0.11g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在12000 rpm剪切速率下逐滴加入21.6mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料。
实施例10
称取0.04mol（2.88g）丙烯酸和0.02mol（2.79g）氯化胆碱混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂，冷却至室温后加入0.57g Pluronic F68，0.06g MBAM和0.11g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在6000 rpm剪切速率下逐滴加入21.6mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料。
实施例11
称取0.04mol（2.88g）丙烯酸和0.02mol（2.79g）氯化胆碱混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂，冷却至室温后加入0.57g Pluronic F68，0.19g MBAM和0.11g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在6000 rpm剪切速率下逐滴加入21.6mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料。
实施例12
称取0.04mol（2.88g）丙烯酸和0.02mol（2.79g）氯化胆碱混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂，冷却至室温后加入0.57g Pluronic F68，0.31g MBAM和0.11g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在6000 rpm剪切速率下逐滴加入16.2mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料。
实施例13
称取0.04mol（2.88g）丙烯酸和0.02mol（2.79g）氯化胆碱混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂，冷却至室温后加入0.57g Pluronic F68，0.31g MBAM和0.11g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在6000 rpm剪切速率下逐滴加入30.6mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料。
实施例14
称取0.04mol（2.88g）丙烯酸和0.02mol（2.79g）氯化胆碱混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂，冷却至室温后加入0.57g Pluronic F68，0.31g MBAM和0.11g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在6000 rpm剪切速率下逐滴加入21.6mL十六烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料。
实施例15
称取0.04mol（2.88g）丙烯酸和0.02mol（2.79g）氯化胆碱混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂，冷却至室温后加入0.57g Pluronic F68，0.31g MBAM和0.11g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在6000 rpm剪切速率下逐滴加入21.6mL十八烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料。
实施例16
称取0.04mol（2.88g）丙烯酸和0.02mol（2.79g）氯化胆碱混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂，冷却至室温后加入0.57g Pluronic F68，0.40g EGDMA和0.11g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在6000 rpm剪切速率下逐滴加入21.6mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料。
实施例17
称取0.04mol（2.88g）丙烯酸和0.02mol（1.63g）乙胺盐酸盐混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂，冷却至室温后加入0.45g Pluronic F68，0.31g MBAM和0.11g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在6000 rpm剪切速率下逐滴加入21.6mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料。
实施例18
称取0.04mol（2.88g）丙烯酸和0.02mol（2.79g）氯化胆碱混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂，冷却至室温后加入0.57g Tween 60，0.31g MBAM和0.11gKPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在6000 rpm剪切速率下逐滴加入21.6mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料。
实施例19
称取0.04mol（2.88g）丙烯酸和0.02mol（2.79g）氯化胆碱混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂，冷却至室温后加入0.57g Pluronic F127，0.31g MBAM和0.11g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在6000 rpm剪切速率下逐滴加入21.6mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料。
实施例20
称取0.04mol（3.44g）甲基丙烯酸和0.02mol（2.79g）氯化胆碱混合，并于80℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂，冷却至室温后加入0.62g Pluronic F68，0.39g MBAM和0.14g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在6000 rpm剪切速率下逐滴加入20mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚甲基丙烯酸材料。
实施例21
称取0.04mol（2.84g）丙烯酰胺和0.02mol（2.79g）氯化胆碱混合，并于60℃加热至形成完全透明均匀的低共熔溶剂，冷却至室温后加入0.57g Pluronic F68，0.31g MBAM和0.11g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在6000 rpm剪切速率下逐滴加入21.6mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酰胺材料。
实施例1-6制备的高内相乳液均具有很高的稳定性，将样品瓶倒置也未观察到乳液流动，静置48小时也未见相分离，保持稳定。所得聚丙烯酸多孔聚合物整块材料保持其聚合模具的形状，具体参见图1。
通过光学显微镜观察实施例3-6中不同乳化剂用量制备的高内相乳液的微观形貌。具体参见图2。
由光学显微镜结果可以看出，该方法制备的乳液由无数紧密堆积的分散相液滴组成，并由连续相薄膜隔开，为高内相乳液的典型结构特征。乳液液滴尺寸随乳化剂用量的增加而减小。
通过场发射扫描电镜观察实施例1-3中制备的多孔聚合物材料的形貌结构，具体参见图3，从中可以看出，实施例1-6的方法制备的多孔聚丙烯酸材料均呈现连通的多级孔结构，其中的大孔被称为“泡孔”，它继承自高内相乳液模板的分散相；连接相邻泡孔的小孔，被称为“孔窗”，是连续相单体转化为聚合物时的体积收缩导致的，“泡孔”和“孔窗”的结构如图3所示。实施例1-6的方法制备的多孔聚丙烯酸材料的大孔直径范围为4.78±1.04~9.78±2.65μm，开孔率范围为25.9%~59.71%。
对比例1
一种水包油型高内相乳液模板制备聚丙烯酸材料的制备方法为：
称取0.04mol（2.88g）丙烯酸直接溶于2.79g去离子水中（体积约5.7mL），然后加入0.57g Pluronic F68，0.31g MBAM和0.11g KPS，搅拌至完全溶解后转移到50mL离心管中，在6000 rpm剪切速率下逐滴加入22.8mL十四烷，乳化至形成完全均匀粘稠的高内相乳液。将所得高内相乳液置于65℃烘箱中反应24小时，然后用分别乙醇和去离子水索式提取12小时，并冷冻干燥12小时后得到多孔聚丙烯酸材料，其SEM图参见图4。
该方法制备的高内相乳液稳定性较差，将样品瓶倒置后乳液沿瓶壁流动至底部，放置1小时后出现相分离。
表1
从上表中可以明显看出，对比例1中的大孔直径为20.96±12.33μm，远大于实施例1-7及实施例12-21中方法制备的多孔聚合物的大孔直径，且大孔直径分布不均匀，大小差异较大。此外其开孔率仅为6.48%，远小于实施例1-6中的多孔聚合物的开孔率，不利于在吸附分离领域的应用；
实施例3~6在其他条件相同的情况下，通过调控Pluronic F68的添加量制备多孔聚合物，可以明显看出，Pluronic F68的添加量越小，大孔直径和孔窗直径越大，其开孔率也越大，优选的添加量为0.28g和0.57g，即Pluronic F68的添加量占溶剂总质量的5%和10%；
实施例3、7、8、9在其他条件相同的情况下，通过调控剪切速率制备多孔聚合物，可以明显看出，当剪切速率为9000rpm或12000rpm时，其大孔直径过小，经后处理大孔结构消失；优选的剪切速率为3000rpm~6000rpm；
实施例3、10、11在其他条件相同的情况下，通过调控MBAM的添加量制备多孔聚合物，可以明显看出，当MBAM的添加量小于等于0.19g时，即MBAM与单体的摩尔比小于3：100时，材料交联程度低，多孔结构消失；优选的添加量为0.31g，即MBAM与单体的摩尔比为1：20；
实施例3、12、13在其他条件相同的情况下，通过调控十四烷的添加量制备多孔聚合物，可以明显看出，当十四烷的添加量较低时，其开孔率较低，当十四烷的添加量较高时，其孔径较小；优选的添加量为21.6g，即分散相的体积为高内相乳液总体积的80%。
实施例3、14、15在其他条件相同的情况下，通过调控分散相的添加种类制备多孔聚合物，可以明显看出，通过十四烷、十六烷和十八烷制备的多孔聚合物均具有较大的孔径和孔隙率。
实施例3、17在其他条件相同的情况下，通过调控氢键受体的添加种类制备多孔聚合物，可以明显看出，采用乙胺盐酸盐制备的多孔聚合物虽然具有较大的孔径，但其孔隙率较低，优选采用氯化胆碱；
实施例3、18、19在其他条件相同的情况下，通过调控乳化剂的添加种类制备多孔聚合物，可以明显看出，采用Tween 60和Pluronic F127制备的多孔聚合物虽然具有较大的孔径，但其孔隙率较低，优选采用Pluronic F68。
实施例3、20、21在其他条件相同的情况下，通过调控单体的添加种类制备多孔聚合物，可以明显看出，通过甲基丙烯酸、丙烯酸和丙烯酰胺制备的多孔聚合物均具有较大的孔径和孔隙率。
上文中，实施例1~21及对比例1的测试方法包括：使用场发射扫描电镜观察分别观察上述实施例1~21及对比例1的制备方法制备的多孔聚丙烯酸材料的多孔结构，并将结果导入Image Pro Plus软件以至少100个为一组计算平均大孔直径及孔窗直径。其测量结果为泡孔截面大小，真实孔径需引入统计校正系数2/31/2；
根据SEM图像，计算开孔率（Openness），计算公式如下：
式（1）；
式（2）；
式（3）；
式（4）；
式（5）；
其中，O为开孔率，N为校正后每个泡孔上的平均孔窗数量，d为平均孔窗直径，D为平均泡孔直径，n为每个泡孔上的平均表观孔窗数量，式（1）中孔窗面积是指单个泡孔表面上所形成圆形孔窗的面积，Sw为单个泡孔表面上所形成圆形孔窗的面积，Sp为泡孔表面积。
通过场发射扫描电镜观察对比例1制备的多孔聚合物材料的微观形貌。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种基于可聚合低共熔溶剂的多孔聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将单体和氢键受体混合并加热形成低共熔溶剂，然后将乳化剂、交联剂和引发剂加入低共熔溶剂中混合均匀作为连续相，在3000~6000rpm的剪切速率下将分散相逐滴加入连续相中形成高内相乳液，通过加热引发连续相聚合，接着通过索式提取除去分散相再干燥，即得到多孔聚合物材料；
所述单体包括可聚合单体，所述可聚合单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺或N-异丙基丙烯酰胺中的一种；
所述交联剂与单体的摩尔比为1：20~1：10。
2.根据权利要求1所述的一种基于可聚合低共熔溶剂的多孔聚合物的制备方法，其特征在于：所述氢键受体包括季铵盐。
3.根据权利要求2所述的一种基于可聚合低共熔溶剂的多孔聚合物的制备方法，其特征在于：所述单体和季铵盐的摩尔比为1:1~4:1。
4.根据权利要求1所述的一种基于可聚合低共熔溶剂的多孔聚合物的制备方法，其特征在于：所述乳化剂包括聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬酸酯或（聚氧乙烯）-（聚氧丙烯）-（聚氧乙烯）嵌段共聚物，所述乳化剂的添加量为低共熔溶剂总质量的1~20%。
5.根据权利要求1所述的一种基于可聚合低共熔溶剂的多孔聚合物的制备方法，其特征在于：所述交联剂包括N,N-亚甲基双丙烯酰胺或乙二醇二甲基丙烯酸酯。
6.根据权利要求1所述的一种基于可聚合低共熔溶剂的多孔聚合物的制备方法，其特征在于：所述引发剂包括过硫酸钾，所述引发剂与单体的摩尔比为1：100~1：20。
7.根据权利要求1所述的一种基于可聚合低共熔溶剂的多孔聚合物的制备方法，其特征在于：所述分散相包括十四烷、十六烷或十八烷，所述分散相的体积为高内相乳液总体积的75~90%。
8.根据权利要求1所述的一种基于可聚合低共熔溶剂的多孔聚合物的制备方法，其特征在于：形成高内相乳液的剪切速率为4000~6000rpm；引发连续相聚合的温度为60-70℃；聚合反应时间为20-30小时。
9.一种基于可聚合低共熔溶剂的多孔聚合物，其特征在于：采用权利要求1~8任一项所述的基于可聚合低共熔溶剂的多孔聚合物的制备方法制备而成。
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