CN1961013A - 有机聚合物整料、其制备方法及其用途 - Google Patents

有机聚合物整料、其制备方法及其用途 Download PDF

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Abstract

公开了的有机聚合物整料，其含有不低于20质量％的衍生自含羟基和/或酰胺基的单体的单体单元和/或不低于50质量％的衍生自交联剂的单体单元，具有通过水银孔率法测得的众数径为0.5至10微米的通孔、通过BET法测得的众数径为2至50纳米的中孔和通过BET法测得的不小于50平方米/克的比表面积。还公开了制备该有机聚合物整料的方法，以及使用该有机聚合物整料的化学物质分离装置。

Description

有机聚合物整料、其制备方法及其用途
相关申请的交叉参考
本申请是根据35U.S.C§111(a)提交的申请，根据35U.S.C.§119(e)(1)要求根据35U.S.C.§111(b)于2004年6月14日提交的临时申请60/578,844的提交日的权益。
技术领域
本发明涉及有机聚合物整料、其制备方法及使用该有机聚合物整料的化学物质分离装置。
背景技术
作为化学物质分离装置，例如用于化学物质分析的柱(例如，用于液相色谱法的柱)、用于化学物质浓缩的柱(或柱体)和用于化学物质去除的柱(或柱体)，此前主要使用填有如多孔球形颗粒、研碎的颗粒或纤维之类的填料的适当容器(例如柱、柱体)。作为填料，其有多种类型，如硅胶、有机聚合物、氧化铝、沸石、羟基磷灰石、活性炭和碳化硅。特别是作为液相色谱法用的柱，主要使用填有硅胶或有机聚合物的多孔球形颗粒的容器。
为了提高化学物质分离装置的分离性能，通常采用提高装填密度的方法和降低填料数均直径的方法中的任何一种。但是，在前一种方法中，由于填料的形状或直径的分散性，装填密度不能提高到所需程度，在后一种方法中，由于在柱或设备上的压力负荷提高，处理速度容易受到限制。此外，如果是内径不超过1毫米的微孔柱或毛细管柱，固定填料所必需的玻璃料的死体积容易导致分离性能的降低。
作为克服上述不便的方法，已知通过柱内聚合生成棒状多孔连续体(整料)的技术(在稀释剂存在下的聚合)。如果严格控制聚合条件，可以形成既具有微米级通孔(其确保一定的流速)又具有纳米级中孔(其确保与化学物质的相互作用)的整料。通过使用此类整料，能够在不提高压力负荷的情况下提高分离性能。此外，如果整料和柱的内表面对彼此具有良好的附着力，或如果在需要时采用提高它们之间附着力的方法(例如，内表面和整料之间的共价键)，甚至玻璃料也不再必要。
作为整料，已经研究了硅胶整料(专利文献1和2，非专利文献1和2)和聚合物整料(专利文献3至5，非专利文献2至8)，而且有几种使用这些整料作为固定相的液相色谱柱供出售。前一种整料是例如用于反相色谱法的ChromolithTM(可获自Merck AG)，后一种整料是例如用于蛋白质的离子交换或反相色谱法的SwiftTM(可获自Isco，Inc.)。
在上述整料中，硅胶整料的缺点在于，当该整料在不大于2且不小于9的pH条件下使用时性能会降低，而且难以在不经过表面改性的情况下使该整料具有多功能。与之相反，有机聚合物整料的优点在于，由于存在多种类型的可用于整料合成的单体和聚合方法，可以容易地赋予该整料化学稳定性(例如，可以在1至13的pH下使用)，且在不进行表面处理的情况下，赋予分离所必须的附加功能(例如，疏水性的控制、识别特定分子的能力)。
但是在现有状况下，与硅胶相比，有机聚合物整料在合成条件与所得孔结构之间具有更复杂的关系，这样难以独立地并以良好再现性控制通孔和中孔的孔径。例如，为了有效地分离分子量不超过1,000的低分子量化学物质，必须形成大量众数径为2至50纳米的中孔以确保不小于50平方米/克的比表面积，并同时充分形成众数径为0.5至10微米的通孔。但是，极难满足这些要求，并且仅在非常少的条件下才可以满足所述要求：在以占单体总量的88至100质量％的量使用具有极高疏水性的芳族单体(如二乙烯基苯或乙基苯乙烯)的有机聚合物整料中，和在通过使用不高于40质量％的二甲基丙烯酸乙二醇酯(交联剂)使二甲基丙烯酸亚乙基酯(也称为“二甲基丙烯酸乙二醇酯”)和甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚而得的有机聚合物整料中(非专利文献3至8)。
但是，如果以超过单体总量的75质量％的量使用具有极高疏水性的芳族单体(如二乙烯基苯或乙基苯乙烯)，芳族低分子化合物过于牢固地吸附在有机聚合物整料上，因而，当该有机聚合物整料用作液相色谱柱时，常常发生色谱峰的延迟或增宽，或者当该有机聚合物整料用作化学物质浓缩的柱体时，所需物质的洗脱效率常常降低。此外，该有机聚合物整料的表面几乎无法被水湿润，因而，当该整料用作化学物质去除用的柱体时，去除效率有时降低。
另一方面，由二甲基丙烯酸亚乙基酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯生成的具有适中疏水性的成功共聚物的例子限于以不超过单体总量的40质量％的量使用交联剂二甲基丙烯酸亚乙基酯生成的那些。因此，所得聚合物的对膨胀-收缩性的抑制不足，当该聚合物整料用作液相色谱柱时，溶剂交换不能自由地进行。还有另一个例子：其以不低于单体总量的70质量％的量使用具有适中疏水性的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯作为交联剂，但是未能满足比表面积不小于50平方米/克且通孔众数径为0.5至10微米的要求(非专利文献5和7)。
因此，对于有机聚合物整料的实际使用，有待解决的重大问题是，甚至当交联剂的量提高至不小于50质量％时，也可为了有效分离分子量不高于1,000的低分子化学物质、同时将疏水性调节到所述范围内而满足上述要求(比表面积不小于50平方米/克且通孔众数径为0.5至10微米)。
由于上述情况，作为使用有机聚合物整料作固定相的普通液相色谱柱而报道或出售的大多数产品的应用领域局限于分离分子量大于1,000的大分子物质，如蛋白质或多肽。除了使用电渗透流以避免压力负荷的特定类型(用于毛细电色谱法)的有机聚合物整料外，没有实现其它能够有效分离分子量不大于1,000的低分子化学物质的有机聚合物整料。在毛细管电色谱法中，较大数量的理论塔板容易实行，但另一方面，存在必须加入导电性官能团的限制，此外，存在几乎无法获得柱之间的性能再现的问题。因此，此类有机聚合物整料几乎不适合作为通用分析工具，且柱的商品化困难。
专利文献1：国际公开WO 95/03256(美国专利号US 5,624,875)
专利文献2：国际公开WO 98/29350(美国专利号US 6,207,098)
专利文献3：国际公开WO 93/07945(JP-A-H07-501140)
专利文献4：美国专利号US 5,334,310
专利文献5：美国专利号US 5,453,185
非专利文献1：H.Minakuchi等.“Anal.Chem.”(U.S.A)，1996，第68卷，第3498页
非专利文献2：H.Zou等，J.Chromatogr.A”(U.S.A)，2002，第954卷，第5页
非专利文献3：Jm.J.Frechet等，“Chem.Mater.”(U.S.A)，1995，第7卷，第707页
非专利文献4：Jm.J.Frechet等，“Chem.Mater.”(U.S.A)，1996，第8卷，第744页
非专利文献5：K.Irgum等，“Chem.Mater.”(U.S.A)，1997，第9卷，第463页
非专利文献6：Jm.J.Frechet等，“Chem.Mater.”(U.S.A)，1998，第10卷，第4072页
非专利文献7：A.B.Holmes等，“Adv.Mater.”(Germany)，1999，第11卷，第1270页
非专利文献8：P.Coufal等，“J.Chromatogr.A”(U.S.A)，2002，第946卷，第99页
发明内容
本发明的发明人努力研究实现能够有效分离化学物质、特别是分子量小于1,000的低分子化学物质的有机聚合物整料，他们认为，仅使用传统技术，极难形成具有受控孔结构(其对于在不提高液体流过时的压力负荷的情况下提高分离性能来说是必需的)的有机聚合物整料，这种有机聚合物整料在用作液相色谱柱时表现出优异的芳族低分子化合物分离性能并可以自由地进行溶剂交换，其在用作化学物质浓缩用的柱体时表现出优异的洗脱效率，并且在用作化学物质去除用柱体时表现出优异的去除效率。
根据上述技术问题作出本发明，本发明的一个目的是提供能够解决与现有技术相关的上述问题的有机聚合物整料。
本发明的另一个目的是提供制备该有机聚合物整料的方法。
本发明的再一个目的是提供使用该有机聚合物整料的化学物质分离装置。
作为努力研究的结果，本发明的发明人通过使用如下所述的本发明的有机聚合物整料解决了上述问题。特别地，本发明的发明人已经发现，使用含有不超过50质量％的交联剂(含有多于一个的可聚合官能团的单体)和不超过20质量％的含羟基和/或酰胺基(-CONH2和/或-CONH-)的单体的单体混合物制成的有机聚合物整料表现出优异的效果。
也就是说，本发明如下：
(1)有机聚合物整料，其含有不低于20质量％的衍生自含羟基和/或酰胺基的单体的单体单元，具有通过水银孔率法测得的众数径为0.5至10微米的通孔、通过BET法测得的众数径为2至50纳米的中孔和通过BET法测得的不小于50平方米/克的比表面积。
(2)有机聚合物整料，其含有不低于50质量％的衍生自交联剂的单体单元，具有通过水银孔率法测得的众数径为0.5至10微米的通孔、通过BET法测得的众数径为2至50纳米的中孔和通过BET法测得的不小于50平方米/克的比表面积。
(3)如(1)或(2)所述的有机聚合物整料，其通过在稀释剂和聚合引发剂存在下使单体混合物聚合而制备，其中：
基于单体混合物的总量，该单体混合物含有不小于50质量％的交联剂和不小于20质量％的含羟基和/或酰胺基的单体，和
基于稀释剂的总量，该稀释剂含有不小于85质量％的不具有羟基、酰胺基和羧基的稀释剂。
(4)如(1)或(2)所述的有机聚合物整料，其通过在稀释剂、聚合引发剂和非交联聚合物存在下使单体混合物聚合而制备，其中：
基于单体混合物的总量，该单体混合物含有不小于50质量％的交联剂和不小于20质量％的含羟基和/或酰胺基的单体。
(5)如(4)所述的有机聚合物整料，其中基于稀释剂的总量，该稀释剂含有不小于85质量％的不含羟基、酰胺基和羧基的稀释剂。
(6)如(4)或(5)所述的有机聚合物整料，其中所述非交联聚合物是聚苯乙烯。
(7)如(1)和(3)至(6)任一项所述的有机聚合物整料，其中所述含羟基和/或酰胺基的单体是一种或多种选自由二甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸2-羟乙基酯、亚甲基双丙烯酰胺、N，N’-(1，2-二羟基亚乙基)双丙烯酰胺、N-烷基丙烯酰胺、N-乙烯基烷基酰胺、4-(羟甲基)苯乙烯和4-(乙酰胺基甲基)苯乙烯组成的组的单体。
(8)如(3)和(5)至(7)任一项所述的有机聚合物整料，其中所述不含羟基、酰胺基和羧基的稀释剂是一种或多种选自由甲苯、乙苯、二甲苯、二乙苯、氯苯、二氧杂环己烷、庚烷、辛烷和异辛烷组成的组的化合物。
(9)制备如(1)至(8)任一项所述的有机聚合物整料的方法，包括在稀释剂和聚合引发剂存在下使单体混合物聚合的步骤，其中：
基于单体混合物的总量，该单体混合物含有不小于50质量％的交联剂和不小于20质量％的含羟基和/或酰胺基的单体，和
基于稀释剂的总量，该稀释剂含有不小于85质量％的不含羟基、酰胺基和羧基的稀释剂。
(10)制备如(1)至(8)任一项所述的有机聚合物整料的方法，包括在稀释剂、聚合引发剂和非交联聚合物存在下使单体混合物聚合的步骤，其中：
基于单体混合物的总量，该单体混合物含有不小于50质量％的交联剂和不小于20质量％的含羟基和/或酰胺基的单体。
(11)如(10)所述的方法，其中基于稀释剂的总量，该稀释剂含有不小于85质量％的不含羟基、酰胺基和羧基的稀释剂。
(12)如(10)或(11)所述的方法，其中所述非交联聚合物是苯乙烯。
(13)如(9)至(12)任一项所述的方法，其中所述含羟基和/或酰胺基的单体是一种或多种选自由二甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸2-羟乙基酯、亚甲基双丙烯酰胺、N，N’-(1，2-二羟基亚乙基)双丙烯酰胺、N-烷基丙烯酰胺、N-乙烯基烷基酰胺、4-(羟甲基)苯乙烯和4-(乙酰胺基甲基)苯乙烯组成的组的单体。
(14)如(9)和(11)至(13)任一项所述的方法，其中所述不含羟基、酰胺基和羧基的稀释剂是一种或多种选自由甲苯、乙苯、二甲苯、二乙苯、氯苯、二氧杂环己烷、庚烷、辛烷和异辛烷组成的组的化合物。
(15)一种化学物质分离装置，其使用如(1)至(8)任一项所述的有机聚合物整料或经过表面改性的该有机聚合物整料作为固定相。
(16)如(15)所述的化学物质分离装置，其是用于液相色谱法的柱。
(17)如(15)所述的化学物质分离装置，其是用于化学物质浓缩的柱或用于化学物质浓缩的固相萃取柱体。
(18)如(15)所述的化学物质分离装置，其是用于化学物质去除的柱或用于化学物质去除的固相萃取柱体。
发明效果
本发明的有机聚合物整料具有受控的孔结构，因此，使用该有机聚合物整料可以有效地分离化学物质，特别是分子量不大于1,000的低分子化学物质。
按照本发明的方法，可以制备具有如上所述优异性能的有机聚合物整料。
进一步地，通过使用本发明的有机聚合物整料，可以提供一种化学物质分离装置，其在液体通过时具有低的压力负荷，表现出优异的芳族低分子化合物分离性能，并能够自由地进行溶剂交换。
本发明的化学物质分离装置可以用作表现出优异的芳族低分子化合物分离性能并能够自由地进行溶剂交换的液相色谱柱，可以用作表现出优异的洗脱效率的、用于化学物质浓缩固相的萃取柱体，或可以用作表现出优异的去除效率的、用于化学物质去除的固相萃取柱体。
                      附图概述
图1是实施例1中形成的一块凝胶的SEM照片[GDMA+甲苯]。
图2是对比例1a中形成的一块凝胶的SEM照片[GDMA+甲苯+甲醇]。
图3是对比例1b中形成的一块凝胶的SEM照片[EDMA+甲苯]。
图4是对比例1c中形成的一块凝胶的SEM照片[HDMA+甲苯]。
图5是实施例7中形成的一块凝胶的SEM照片[GDMA+DVB整料柱体(稀释剂(甲苯))+PS]。
本发明的最佳实施方式
下面详细描述本发明的实施方式。
                   有机聚合物整料
本文所提到的整料是棒状多孔连续体。
本发明的一种有机聚合物整料含有不超过20质量％的衍生自含羟基和/或酰胺基(-CONH2和/或-CONH-)的单体的单体单元(前提是该有机聚合物整料的质量是100质量％)，具有通过水银孔率法测得的众数径为0.5至10微米的通孔，通过BET法测得的众数径为2至50纳米的中孔，和通过BET法测得的不小于50平方米/克的比表面积。
本发明的另一有机聚合物整料含有不低于50质量％的衍生自交联剂的单体单元(前提是该有机聚合物整料的质量是100质量％)，具有通过水银孔率法测得的众数径为0.5至10微米的通孔，通过BET法测得的众数径为2至50纳米的中孔，和通过BET法测得的不小于50平方米/克的比表面积。
在含羟基的单体是例如二甲基丙烯酸甘油酯时的情况下，衍生自含羟基和/或酰胺基的单体的单体单元是下列单元。该二甲基丙烯酸甘油酯也是如下详细描述的交联剂(含有多于一个的可聚合官能团的单体)。
Figure A20058001750100131
以有机聚合物整料为100质量％计，衍生自含羟基和/或酰胺基(-CONH2和/或-CONH-)的单体并构成本发明的有机聚合物整料的单体单元的含量不小于20质量％，优选不小于40质量％，更优选不小于50质量％。可以通过控制本发明中使用的单体混合物中该单体的量控制所述单体单元的含量。
本文所称的通孔是微米级大孔(通孔)，相当于整料骨架中形成的缝隙，中孔是在整料骨架中形成的大量纳米级微孔。众数径是指在孔径分布曲线中产生纵坐标值的最大峰值的P值，该孔径分布曲线是通过用水银孔率法或BET法测量孔径P和孔体积V、并以P为横坐标和以ΔV/Δ(log P)为纵坐标绘制而成的。
通过水银孔率法测得的通孔的众数径为0.5至10微米，优选1至8微米，更优选1至6微米。如果通孔的众数径小于0.5微米，压力负荷趋于变重，因此几乎不提高处理速度。如果其众数径大于10微米，整料的孔隙变大，因此难以保持整料的物理强度。
通过BET法测得的微孔的众数径为2至50纳米，优选2至40纳米，更优选3至30纳米。如果微孔的众数径小于2纳米，能够进入微孔的物质往往受到限制，因此该整料分离化学物质的性能会降低。如果其众数径大于50纳米，比表面积容易降低，因此上述分离性能会降低。
通过BET法测得的有机聚合整料的比表面积不低于50平方米/克，优选不低于100平方米/克，更优选不低于200平方米/克。如果比表面积低于50平方米/克，几乎无法获得令人满意的分离性能。
             制备有机聚合物整料的方法
                      聚合
在本发明中，在稀释剂、聚合引发剂和在需要时加入的非交联聚合物的存在下使单体混合物聚合，由此制备有机聚合物整料。通过上述聚合反应，该有机聚合物整料作为本体聚合物，例如胶凝化聚合物(胶凝化产物)制得。该聚合物(有机聚合物整料)经过与稀释剂的相分离、并以稀释剂留在通孔和微孔中的状态获得。
优选如下进行本发明的聚合过程：将通过充分混合单体混合物、稀释剂、聚合引发剂和在需要时加入的非交联聚合物而获得的溶液或悬浮液装入聚合容器。在本发明中，交联剂(分子中含有多于一个的可聚合官能团的单体)和非交联单体(分子中含有一个可聚合官能团的单体)一起称为“单体混合物”。
对聚合容器的尺寸、形状和材料没有特别限制，但是考虑到在聚合后不将聚合物取出而直接将整料加工为化学物质分离装置是有利的，该聚合容器优选，例如，为通常用于制造液相色谱柱或气相色谱柱的空柱(由不锈钢、聚合物或玻璃制成)、管道(由不锈钢或聚合物制成)、毛细管(由熔融二氧化硅凝胶制成)或用于制造化学物质浓缩(或去除)用的固相萃取柱体的空柱体(由聚合物或玻璃制成)。
通常在聚合前将装有溶液或悬浮液的聚合容器的两端封闭。但是，在下述条件下，容器的末端可以不必封闭，因为液体阻隔了空气——当与中心或下部对应的必要部分(在切割末端后用作化学物质分离装置的部分)的聚合完成时，所述溶液或悬浮液不固化，并保留在一端或两端。在例如在水浴中进行热聚合的情况下，可以封闭长且狭窄的管道的下端，并使其敞开的上端高出水面几厘米，或者，也可以使U型管或柔韧毛细管的两个敞开末端均高出水面几厘米。即使在聚合容器的两端均被封闭时，也可以通过在下述状况下进行热聚合以防止整料分裂或整料与容器内表面之间粘合不佳——有意地使容器的上端或两端超出水面几厘米、或在聚合过程中在容器的上端或两端加入溶液或悬浮液。在光聚合的情况下，可以将容器的上端或两端的数厘米部分遮蔽，使其不会暴露在光下。
另一方面，可以采用以下方法：利用聚合时产生的体积收缩将整料从聚合容器中取出，并将其严密地插入具有适宜尺寸的另一容器中或用树脂硬化整料表面。在此情况下，容器末端在聚合过程中不需封闭。
                      单体混合物
                        交联剂
本发明中所用交联剂是在分子中含有多于一个的可聚合官能团的单体。可聚合官能团优选为烯式双键。当交联剂在分子中含有烯式双键时，在交联剂的分子中仅必须存在两个或多个烯式双键。
本发明中所用交联剂的例子包括(甲基)丙烯酸酯型交联剂、(甲基)丙烯酰胺型交联剂和芳族交联剂。考虑到当参与交联反应的官能团之间的分子内距离缩短时，已知所得聚合物膨胀-收缩的效应变强，因此，优选的交联剂为二甲基丙烯酸甘油酯、二甲基丙烯酸亚乙基酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、亚甲基双丙烯酰胺、N，N’-(1，2-二羟基亚乙基)双丙烯酰胺、二乙烯基苯、三烯丙基异氰酸酯和这些化合物的两种或多种的混合物。其中，二甲基丙烯酸甘油酯、亚甲基双丙烯酰胺和N，N’-(1，2-二羟基亚乙基)双丙烯酰胺是更优选的，因为它们还具有下述含羟基和/或酰胺基的单体的性能。
为了将本发明的有机聚合物整料的疏水性调节至所需值，可以适当使用其它交联剂。为了将疏水性提高至最高，优选使用二乙烯基苯。
以单体混合物总量为100质量％计，在本发明中所用的单体混合物中，交联剂的比例优选不小于50质量％，更优选不小于60质量％，再更优选不小于70质量％。当交联剂比例处于上述范围内时，可以充分发挥抑制所得聚合物膨胀-收缩的作用，因此这样的比例是优选的。在是具有极高疏水性的芳族交联剂如二乙烯基苯的情况下，交联剂的比例优选不超过75质量％。例如，如果以超过75质量％的量使用二乙烯基苯，芳族低分子化合物过于牢固地吸附在有机聚合物整料上，因此，当该有机聚合物整料用作液相色谱柱时，常常发生色谱峰的延迟或增宽，或者当该有机聚合物整料用作化学物质浓缩用的柱体时，所需物质的洗脱效率常常降低。此外，该有机聚合物整料的表面几乎不会被水湿润，因而，当该整料用作化学物质去除用柱体时，去除效率有时降低。
                含羟基和/或酰胺基的单体
在本发明中，可以通过利用下述事实形成通孔：由于聚合制成的聚合物的分子之间或分子内的氢键合所引起的物理交联(下面称为“归因于氢键合的物理交联”)使空间分隔。为了利用归因于氢键合的物理交联形成通孔，在单体混合物中必须包含具有能够进行氢键合的官能团的单体。此类单体的典型例子是含羟基和/或酰胺基的单体。含羟基和/或酰胺基的单体可以是不同于前述交联剂的单体，也就是非交联单体(仅含有一个可交联官能团的单体)，或者可以是也还具有交联剂性能的单体(含有多于一个的可交联官能团的单体)。
本发明中使用的含羟基和/或酰胺基的单体的优选例子包括二甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸2-羟乙基酯、亚甲基双丙烯酰胺、N，N’-(1，2-二羟基亚乙基)双丙烯酰胺、N-烷基丙烯酰胺、N-乙烯基烷基酰胺、4-(羟甲基)苯乙烯和4-(乙酰胺基甲基)苯乙烯。考虑到如果单体还具有交联剂的功能，该单体有助于抑制所得聚合物的膨胀-收缩，则更优选的是二甲基丙烯酸甘油酯、亚甲基双丙烯酰胺和N，N’-(1，2-二羟基亚乙基)双丙烯酰胺。考虑到如果单体含有羟基则该有机聚合物整料容易被改性的优点，再更优选的是二甲基丙烯酸甘油酯和N，N’-(1，2-二羟基亚乙基)双丙烯酰胺。这些单体可以单独使用，或多种结合使用。
以单体混合物总量为100质量％计，含羟基和/或酰胺基的单体在本发明中使用的单体混合物中的比例优选不低于20质量％，更优选不低于25质量％，再更优选不低于40质量％，尤其优选不低于50质量％。当含羟基和/或酰胺基的单体的比例在上述范围内时，通过归因于氢键合的物理交联在有机整料中形成通孔的效果充分发挥出来，因此这种比例是优选的。
本发明中使用的单体混合物仅必须满足下列要求：以单体聚合物总量(100质量％)计，包含不低于50质量％的交联剂(含有多于一个的可聚合官能团的单体)和不低于20质量％的含羟基和/或酰胺基的单体；但是，该单体混合物可以进一步包含非交联的和不含羟基和酰胺基的单体。
作为这种单体，例如，可以在不损害最终制得的有机聚合物整料的化学物质分离性能的限度内加入乙基苯乙烯、甲基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯等。
                       非交联聚合物
在本发明的一种方式中，可以通过在反应体系中加入不断占据一定空间且不参与聚合的物质并使用该物质作模板而形成通孔。此类物质的典型例子是非交联聚合物，尤其是不含可进行自由基聚合的官能团(如烯式双键)的聚合物。当与通过加入含羟基和/或酰胺基的单体(更优选地，通过同时使用含有不少于稀释剂总量的85质量％的不含羟基、酰胺基和羧基的化合物(稀释剂))而形成通孔的方法结合使用时，这种形成通孔的方法尤其发挥作用。
对这种非交联聚合物没有特别限制，其例子包括苯乙烯、聚乙二醇和聚(N-异丙基丙烯酰胺)。其中优选使用聚苯乙烯，因为可以相对稳定地制得多于一种的具有特定平均分子量的聚合物，且聚苯乙烯在疏水性范围相对较宽(中等水平至高水平)的体系中与单体混合物和稀释剂具有优异的相容性。
上述非交联聚合物可以单独使用，或可以是多于一种的不同类型或具有不同平均分子量的聚合物混合使用。
该非交联聚合物在聚合过程中并非必须溶解在单体混合物或稀释剂中，聚合可以在这样的状态下进行：非交联聚合物的微滴或微粒在另一种材料中悬浮或乳化。例如，在非交联聚合物为聚(N-异丙基丙烯酰胺)的情况下，聚(N-异丙基丙烯酰胺)的水溶液在低于32℃的温度下在另一种材料中乳化，然后在不低于32℃的温度下进行单体混合物的聚合，通孔从而可以在所得聚合物中相应地打开至固化微团的尺寸，并可以在聚合后通过用温度低于32℃水洗涤该聚合物轻易地去除聚(N-异丙基丙烯酰胺)。
                        稀释剂
对本发明中使用的稀释剂(也称为“溶剂”)没有特别限制，只要其能够与单体混合物、聚合引发剂和在需要时加入的非交联聚合物一起形成溶液或足够均匀的悬浮液。当单体混合物中含有许多高极性化合物时，可以单独或与其它溶剂结合使用极性溶剂，如N，N-二甲基甲酰胺、1-丙醇或水。为了使有机聚合物整料的通孔形状规则，可以使用具有取向性和自积聚性的物质(例如液晶)作稀释剂。
在本发明中，基于单体混合物的总量，使用含有不少于20质量％的含羟基和/或酰胺基的单体的单体混合物。在不借助非交联聚合物而形成通孔的情况下，基于稀释剂的总量，优选使用含有不少于85质量％的不含羟基、酰胺基和羧基的稀释剂(溶剂)的稀释剂，以便不会降低由归因于氢键合的物理交联所引发的通孔生成作用。
作为不含羟基、酰胺基和羧基的溶剂，因为容易获得，甲苯、乙苯、二甲苯、二乙苯、氯苯、二氧杂环己烷、庚烷、辛烷和异辛烷是更优选的；因为与常用作交联剂的甲基丙烯酸酯类或苯乙烯类单体、与常用作非交联聚合物的非交联苯乙烯的相容性，甲苯、乙苯、二甲苯、二乙苯、氯苯或二氧杂环己烷是更优选的。这些溶剂可以单独使用或多种结合使用。
在不使用非交联聚合物和使用含羟基、酰胺基或羧基的溶剂，如甲醇、水或乙酸的情况下，所用溶剂的量必须少于稀释剂总量的15质量％。如果其量不少于15质量％，会阻碍含羟基和/或酰胺基的单体引发的物理交联，并不能充分形成通孔。
在本发明中，可以通过例如自相关函数延迟的衰减的现象(该现象是在通过动态光散射法观察聚合物凝胶化过程以便监控作为自相关函数分布的散射弛豫时间与散射强度之间的关系时发现的)、或通过在所得整料的傅里叶变换红外吸收光谱中与羟基或酰胺基有关的吸收部分向较低波数方向移动的现象，证实由结合使用含羟基和/或酰胺基的单体与不含羟基、酰胺基和羧基的稀释剂而引发的归因于氢键合的物理交联的存在。
基于单体混合物、稀释剂和在需要时加入的非交联聚合物的总量，本发明中使用的稀释剂的比例优选为40至90质量％，更优选50至85质量％，再更优选60至80质量％。如果稀释剂的比例低于40质量％，整料的通孔体积容易不足，因此，在液体流经时的压力负荷升高。如果其比例超过90质量％，通孔体积变得太大，整料的物理强度往往降低。
                     聚合引发剂
本发明中使用的聚合引发剂的例子包括热聚合引发剂、光聚合引发剂和氧化还原聚合引发剂。考虑到广泛的应用范围，自由基热聚合引发剂是优选的。考虑到易得性，偶氮化合物，例如2，2’-偶氮二(异丁腈)和2，2’-偶氮二(2，4-二甲基戊腈)，以及有机过氧化物，如过氧化苯甲酰、过氧化二氯苯甲酰、二枯基过氧化物和过氧化月桂酰更为优选。考虑到操作的便易性，偶氮化合物，如2，2’-偶氮二(异丁腈)和2，2’-偶氮二(2，4-二甲基戊腈)是更优选的。
以单体混合物质量为100份计，聚合引发剂的比例优选为0.1至3质量份，更优选0.1至2质量份，再更优选0.2至1质量份。如果聚合引发剂的比例低于0.1质量份，完全聚合所需的时间变长。如果其比例高于3质量份，通孔难以充分形成，且放热量往往根据规模而升高。
                        聚合条件
对本发明中进行聚合的温度没有特别限制，因为优选温度范围随聚合机制的不同(如热聚合、光聚合或氧化还原聚合)而改变，但是，在例如最常进行的热聚合的情况下，温度优选为40至100℃。考虑到易于充分形成通孔，温度更优选为45至80℃，再更优选为50至70℃。如果进行该聚合的温度低于40℃，完全聚合所需的时间将变长。如果该温度高于100℃，通孔难以充分形成，而且其放热量往往根据规模而升高。
为了精确控制孔结构，必要的话可以逐步或连续改变温度。在光聚合或氧化还原聚合的情况下，即使进行聚合的温度低于40℃，通常也可以在不花费太多时间的情况下完成聚合。
因为优选范围随聚合机制、聚合引发剂的类型和量、聚合温度等而改变，对本发明中进行聚合的时间没有特别限制，但是在例如最常进行的热聚合的情况下，考虑到聚合完全是优选的以确保再现性、且操作时间应在实际范围内，聚合时间优选为4至48小时，更优选5至36小时，再更优选6至24小时。如果聚合时间低于4小时，聚合往往不完全，因此聚合物不会充分固化，或无法确保聚合的再现性。如果聚合时间高于48小时，则生产花费过多时间。但是，在光聚合的情况下，即使聚合时间低于4小时，聚合通常也能完成，因此，可以进一步缩短聚合时间。
              有机聚合物整料的表面改性
在需要时可以对本发明的有机聚合物整料进行表面改性。对表面改性方法没有特别限制，此前用于颗粒状填料的各种表面改性方法均可采用。例如，通过采用各种方法引入官能团或控制疏水性以进行表面改性，例如在整料表面上与羟基或环氧乙烷环反应、利用整料表面上残留的双键的接枝反应、在整料表面上利用吸附进行涂布、及它们的结合。采用这些方法的整料表面改性可以通过在形成整料的容器中直接加入改性所用的反应物来进行，或者可以通过从容器中临时取出整料并使其与改性所用的反应物接触来进行。
                    化学物质分离装置
本发明的化学物质分离装置使用本发明的有机聚合物整料或经过表面改性的该有机聚合物整料，对分离装置的形式没有具体限制。例如，可以提及柱、毛细管、微通道、柱体、圆盘、过滤器和板。对该分离装置的应用领域没有具体限制，只要该应用领域涉及化学物质的分离即可。例如，可以提及液相色谱法、剪切驱动(shear-driven)色谱法、电色谱法、电泳、薄层色谱法、气相色谱法、化学物质浓缩和化学物质去除。
上述形式和应用领域可以自由组合。但是，考虑到有效利用本发明的效果——在液体流经时的压力负荷轻、可以有利地分离芳族低分子化合物、以及可以自由进行溶剂交换，更优选的是用于液相色谱法的柱(包括毛细管型)、用于剪切驱动色谱法的微通道、用于薄层色谱法的板、用于化学物质浓缩的柱(或固相萃取柱体)和用于化学物质去除的柱(或固相萃取柱体)，再更优选的是用于液相色谱法的柱(包括毛细管型)、用于化学物质浓缩的柱(或固相萃取柱体)和用于化学物质去除的柱(或固相萃取柱体)。
本发明的化学物质分离装置可以是如下获得的装置：在容器(或通道)中制备本发明的有机聚合物整料或经过表面改性的有机聚合物整料，并作为分离装置而完成，同时保持整料原有形状；或将整料与容器(或通道)一起切割至适宜长度，并对其进行必要处理。该化学物质分离装置还可以是如下获得的装置：将整料从容器(或通道)中取出，然后进行处理，如切割、研碎和需要时的表面改性，然后将整料填充或插入到不同容器(或通道)中；或用树脂硬化整料表面，并作为分离装置而完成。
本发明的化学物质分离装置的优选例子包括：在熔融二氧化硅毛细管中制备有机聚合物整料、然后将整料切割至适宜长度而制得的用于液相色谱法的毛细管柱，和通过在聚丙烯注射器管中制备有机聚合物整料并然后在需要时安装出口过滤器而制得的用于化学物质浓缩的柱体，但是本发明并不限于此。
                        实施例
参考下列实施例进一步描述本发明，但是应当理解，本发明不仅限于这些实施例。
实施例1
      GDMA+甲苯；观察凝胶化，测量孔分布和比表面积
将二甲基丙烯酸甘油酯(GDMA，2.0克)、甲苯(2.0克)和AIBN(10毫克)的均匀混合物转移到玻璃试管(内径1.0厘米×长度20厘米)中，并用0.2微米的PTFE过滤器过滤混合物，然后用巴氏移液管向混合物中鼓入氩气10分钟。然后，用盖子和Teflon密封胶带将试管开口密封，将试管浸没在60℃水浴(玻璃制)中以进行聚合6小时。在聚合过程中，用CCD摄影机记录试管中内容物的状态以观察凝胶化。结果发现，高度不透明的凝胶层间断地(逐步)层层堆积以形成横纹图案。用THF洗涤一块凝胶，然后进行金沉积，并进行SEM观察(Hitachi S-3000N，400至5,000倍放大)。结果，证实了下述网状结构：其中厚度为大约0.5至1微米的完好连接的骨架和骨架之间完好连接的通孔(骨架距离为大约1至2微米)均匀地分散在彼此中。
通过水银孔率法(Micrometrics PORESIZER 9320)测得通孔的众数径为2050纳米，通过BET法(Micrometrics GEMINI II)测得中孔的众数径为9.08纳米。比表面积为75.1平方米/克。
对比例1a
    GDMA+甲苯+甲醇；观察凝胶化，测量孔分布和比表面积
除了在实施例1中使用的均匀混合物中加入甲醇(0.4克)外，按照与实施例1相同的方式进行聚合、观察和测量。在凝胶化的观察中看到，高度不透明的凝胶层间断地(逐步)层层堆积以形成横纹图案。横纹图案比实施例1中观察得更为清晰。在SEM观察中发现下述结构——其中直径大约为5至10微米的聚合物球聚集，没有任何间隙，并且完全没有观察到任何通孔。
在水银孔率法(Micrometrics PORESIZER 9320)中，没有检测到众数径不小于0.5微米的孔隙。通过BET法(Micrometrics GEMINI II)测得中孔的众数径为7.86纳米。比表面积为176.8平方米/克。
对比例1b
     EDMA+甲苯；观察凝胶化，测量孔分布和比表面积
除了用二甲基丙烯酸亚乙基酯(EDMA，2.0克)取代二甲基丙烯酸甘油酯(GDMA)外，按照与实施例1相同的方式进行聚合、观察和测量。在凝胶化的观察中发现，连续产生半透明的凝胶层，且凝胶的上表面平稳上升。在SEM观察中发现，聚合物连续体层层堆积以形成波浪纹图案。此外，有几处发现不小于5微米的间隙状缺陷，但没有观察到均匀分散的通孔。
在水银孔率法(Micrometrics PORESIZER 9320)中，没有检测到众数径不小于0.5微米的孔隙。通过BET法(Micrometrics GEMINI II)测得中孔的众数径为4.79纳米。比表面积为266.3平方米/克。
对比例1c
      HDMA+甲苯；观察凝胶化，测量孔分布和比表面积
除了用1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯(HDMA，2.0克)取代甘油二甲基丙烯酸酯(GDMA)外，按照与实施例1相同的方式进行聚合、观察和测量。在凝胶化的观察中看到，连续产生几乎透明的凝胶层，且凝胶的上表面平稳上升。在SEM观察中发现无孔的连续体，且完全没有观察到任何通孔。
在水银孔率法(Micrometrics PORESIZER 9320)中，没有检测到众数径不小于0.5微米的孔隙。中孔的众数径通过BET法(MicrometricsGEMINI II)无法测量。比表面积为4.9平方米/克。
实施例2
          GDMA+甲苯；在胶凝点的DLS测量
将二甲基丙烯酸甘油酯(GDMA，2.0克)、甲苯(2.0克)和AIBN(6毫克)的均匀混合物转移到玻璃试管(内径1.0厘米×长度20厘米)中，并用0.2微米的PTFE过滤器过滤混合物，然后用巴氏移液管向混合物中鼓入氩气10分钟。然后，用盖子和Teflon密封胶带将试管的开口密封，并通过动态光散射法观察在60℃水浴中的凝胶化过程。详细而言，将动态光散射(DLS)装置(ALV-GmbH(Langen，Germany)制造，ALV5000，He-Ne激光，输出功率：22毫瓦，波长：632.8纳米)的样品架浸没在60℃水浴中，然后将试管插入样品架中，在与入射光呈90°的角度下连续测量光散射强度。每隔30秒读取连续数据，并进行统计分析。通过在10-4毫秒至104毫秒的散射弛豫时间范围内将散射弛豫时间和散射强度之间的关系(每30秒分析所述关系)绘图，作为自相关函数分布，由此监测该关系。结果由该图发现，在凝胶化时自相关函数高，即使在300毫秒的弛豫时间下仍为0.11，这表明由于氢键的参与，分子间距离相关性加强且物理交联密度提高。
对比例2a
            GDMA+甲苯+甲醇；在胶凝点的DLS测量
除了在实施例2中使用的均匀混合物中加入甲醇(0.4克)外，按照与实施例2相同的方式进行聚合和测量。结果，弛豫时间为300毫秒时的自相关函数极小，为0.011，这表明因加入甲醇，氢键的参与消失，由此降低了分子间距离相关性，并降低了物理交联密度。
对比例2b
            EDMA+甲苯；在胶凝点的DLS测量
除了用二甲基丙烯酸亚乙基酯(EDMA，2.0克)取代二甲基丙烯酸甘油酯(GDMA)外，按照与实施例2相同的方式进行聚合、观察和测量。结果，弛豫时间为300毫秒时的自相关函数为0.084，小于实施例2的值，这表明物理交联密度低于实施例2。
对比例2c
             HDMA+甲苯；在胶凝点的DLS测量
除了用1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯(HDMA，2.0克)取代二甲基丙烯酸甘油酯(GDMA)外，按照与实施例2相同的方式进行聚合、观察和测量。结果，弛豫时间为300毫秒时的自相关函数小，为0.025，这表明物理交联密度相当低。
实施例3
    GDMA 25％+EDMA 75％整料毛细管柱(稀释剂：甲苯)
将氮气鼓入GDMA(1.0克)、EDMA(3.0克)、甲苯(6.0克)和AIBN(20毫克)的均匀混合物中15分钟。通过注射泵将少量混合物注入涂有聚酰亚胺的熔融二氧化硅毛细管(内径200微米×外径375微米×长度800毫米)中。详细而言，以20微升/分钟的速率将混合物进料5分钟(100微升)，然后用Teflon密封胶带将毛细管的两端密封。将毛细管的中心部分(600毫米部分)浸没在60℃水浴中以进行聚合22小时。将毛细管从水浴中取出，每端以250毫米的长度切割，制得整料毛细管柱(内径200微米×外径375微米×长度300毫米)。
将该柱的一端插入二氧化硅密封套中(Upchurch Scientific，Inc.，制造，内径：395微米，外径：1/16英寸，长度：40.6毫米)，并用密封配件、套管和接头(Upchurch Scientific，Inc.，制造)连接到HPLC泵上。在THF以2.0微升/分钟流经该柱5小时以洗涤该柱后，将该柱与HPLC泵断开连接。然后，将该柱直接连接在小型LC系统(The Ultra-Plus II，Micro-TechScientific Inc.制造(U.S.A.))的注射器与UV检测器之间，接着进行评测。为了实现连接，使用二氧化硅密封套、密封配件和套管(Upchurch Scientific，Inc.，制造)。评测条件如下。
流动相：乙腈/水(60/40(体积/体积))
流速：2.0微升/分钟
注射体积：0.10微升(0.05分钟由环管自动注射)
样品：丙基苯200ppm(溶解在流动相中)
温度：40℃
检测：UV 254纳米(室容量：0.25微升，光程长度：2毫米)
结果，已经扣除了装置系统压力的柱压力为4.8兆帕，丙基苯的理论塔板数为4,500。理论塔板数是使用保留时间tR和按照半峰宽法的半峰高宽度(W0.5)由下式计算的。
理论塔板数＝5.54×(tR/W0.5)2
对切割后留下的一段毛细管进行金沉积，然后进行SEM观察。结果，证实了聚合物骨架和通孔彼此均匀分散的网络结构。
对比例3
       GDMA 100％整料毛细管柱(稀释剂：甲苯)
除了用EDMA(4.0克)取代单体(GDMA和EDMA)外，按照与实施例3相同的方式制备整料毛细管柱(内径200微米×外径375微米×长度300毫米)。该柱的一端按照与实施例3相同的方式连接到HPLC泵上。用THF洗涤，但是柱压力即使在1.0微升/分钟的流速下也超过15兆帕，且液体无法流过。对切割后留下的一段毛细管进行金沉积，然后进行SEM观察。结果完全没有观察到任何通孔。
实施例4
         GDMA整料毛细管柱(稀释剂(氯苯)+PS)
将氮气鼓入GDMA(4.0克)、氯苯(5.7克)、平均分子量为250,000的聚苯乙烯(0.3克)和AIBN(20毫克)的均匀混合物中15分钟。通过注射泵将少量混合物注入涂有聚酰亚胺的熔融二氧化硅毛细管(内径200微米×外径375微米×长度800毫米)中。详细而言，以20微升/分钟的速率将混合物进料5分钟(100微升)，然后用Teflon密封胶带将毛细管的两端密封。将毛细管的中心部分(600毫米部分)浸没在55℃水浴中以进行聚合22小时。将毛细管从水浴中取出，每端切割250毫米的长度，获得整料毛细管柱(内径200微米×外径375微米×长度300毫米)。
将该柱的一端插入二氧化硅密封的密封套中(Upchurch Scientific，Inc.，制造，内径：395微米，外径：1/16英寸，长度：40.6毫米)，并用密封配件、套管和接头(Upchurch Scientific，Inc.，制造)连接到HPLC泵上。在THF以3.0微升/分钟流经该柱3小时以洗涤该柱后，将该柱与HPLC泵断开连接。然后，将该柱直接连接在小型LC系统(The Ultra-Plus II，Micro-Tech Scientific Inc.制造(U.S.A.))的注射器与UV检测器之间，接着进行评测。为了实现连接，使用二氧化硅密封套、密封配件和套管(Upchurch Scientific，Inc.，制造)。评测条件如下。
流动相：乙腈/水(60/40(体积/体积))
流速：2.0微升/分钟
注射体积：0.10微升(0.05分钟由环管自动循环)
样品：丙基苯200ppm(溶解在流动相中)
温度：40℃
检测：UV 254纳米(室容量：0.25微升，光程长度：2毫米)
结果，已经扣除了装置系统压力的柱压力为2.9兆帕，丙基苯的理论塔板数为5,600。对切割后留下的一段毛细管进行金沉积，然后进行SEM观察。结果，证实了聚合物骨架和通孔彼此均匀分散的网络结构。
实施例5
            EDMA整料毛细管柱(稀释剂(氯苯)+PS)
除了用EDMA取代GDMA外，按照与实施例4相同的方式制备整料毛细管柱(内径200微米×外径375微米×长度300毫米)。该柱的一端按照与实施例4中相同的方式连接到HPLC泵上。在THF以3.0微升/分钟流经该柱3小时以洗涤该柱后，将该柱与HPLC泵断开连接。然后，将该柱直接连接在小型LC系统(The Ultra-Plus II，Micro-Tech Scientific Inc.制造(U.S.A.))的注射器与UV检测器之间，接着进行评测。按照与实施例4相同的方式进行连接和评测。
结果，已经扣除了装置系统压力的柱压力为4.0兆帕，丙基苯的理论塔板数为2,900。对切割后留下的一段毛细管进行金沉积，然后进行SEM观察。结果，证实了聚合物骨架和通孔彼此均匀分散的网络结构。
实施例6
              GDMA整料毛细管柱的表面改性
将注射泵连接到实施例4中制得的整料毛细管柱(内径200微米×外径375微米×长度300毫米)的一端上，使吡啶以3.0微升/分钟的流速流经该柱6小时。然后，使丁酰氯的2wt％吡啶溶液以0.1微升/分钟的流速流经该柱12小时。将该柱与注射泵断开连接，然后按照与实施例4相同的方式连接到HPLC泵上。在甲醇以3.0微升/分钟流经该柱24小时以洗涤该柱后，将该柱与HPLC泵断开连接。然后将该柱直接连接在小型LC系统(The Ultra-Plus II，Micro-Tech Scientific Inc.制造(U.S.A.))的注射器与UV检测器之间，接着进行评测。按照与实施例4相同的方式进行连接和评估。
结果，已经扣除了装置系统压力的柱压力为3.9兆帕，丙基苯的理论塔板数为3,400。丙基苯的保留时间是实施例4中保留时间的1.6倍。
实施例7
        GDMA+DVB整料柱体(稀释剂(甲苯)+PS)
将氮气鼓入GDMA(4.8克)、间二乙烯基苯(DVB，7.2克)、甲苯(39.7克)、平均分子量为250,000的聚苯乙烯(1.6克)和AIBN(80毫克)的均匀混合物中15分钟。在内径为9.52毫米、外径为12.7毫米且长度为400毫米的下端用盖子塞住(通过在中心切割内径为12.7毫米的聚丙烯注射器管型空柱体、并封闭较为狭窄端的开口而制得的)的Teflon管中，注入该混合物至最多距下端350毫米的高度，然后用盖子塞住该Teflon管的上端(通过在中心切割内径为12.7毫米的聚丙烯注射器管型空柱体、并在较宽端的开口安装连接转换器以塞住出口而制得)。然后，将Teflon管的一部分(由下端至300毫米高度)浸没在60℃水浴中以进行聚合24小时。然后去除上端的盖子，除去上面残留的少量液体。然后，将含有内容物(整料)的Teflon管切割成长度均为10毫米的柱。结果，整料轻易地从每个柱中取出。空气干燥过的整料的直径为8.80毫米，并发现，通过浸没在甲醇中，整料膨胀至直径最高为9.05毫米。
然后，从由下端开始的第3至第20段整料中选择具有干净截面的几段整料，将它们各自插入内径为8.80毫米且容量为3毫升的聚丙烯注射器管空柱体(装有下端玻璃料)中，然后在柱体上安装上端玻璃料。然后，在每个柱体的入口处，连续注入THF(20毫升)、丙酮/乙酸乙酯(1/1，10毫升)、甲醇(10毫升)和水(10毫升)，并使其自由流下以洗涤整料。
装有整料的柱体可以作为固相萃取柱体用于化学物质浓缩或用于化学物质去除的。例如，利用隔膜式定量泵使通过将25微升混有杀虫剂的标准液(含有300ppm灭多虫(分子量：162.2)、300ppm噁虫成(分子量：223.2)和300ppm灭虫威(分子量：225.3))加入500毫升纯水而制得的全部样品液体以10毫升/分钟的流速流过该柱体。然后，用丙酮/乙酸乙酯(1/1，10毫升)洗脱，通过氮气喷射并加热至30℃而浓缩，用乙腈稀释直到体积为3毫升，并进行HPLC分析。结果，证实了优异的回收率(灭多虫：99％，噁虫威：102％，灭虫威：99％)。
用THF洗涤一块凝胶整料，然后进行金沉积，接着进行SEM观察(放大500倍)。结果，证实了下述网络结构：其中，直径为大约5至10微米的完好连接的粒状单元的骨架和以大约10至20微米的骨架间最大距离形成的完好连接的通孔彼此均匀分散。
工业可适用性
根据本发明，可提供具有受控孔结构并能够有效地分离化学物质、特别是分子量不超过1,000的低分子化学物质的有机聚合物整料，并可提供制备该整料的方法。通过使用这种有机聚合物整料，能够提供化学物质分离装置，例如液相色谱柱、用于化学物质浓缩的柱、用于化学物质浓缩的固相萃取柱体或用于化学物质去除的固相萃取柱体，其具有轻的压力负荷，能够有利地分离芳族低分子化合物，并能够自由地进行溶剂交换。

Claims (22)

1.有机聚合物整料，其含有不低于20质量％的衍生自含羟基和/或酰胺基的单体的单体单元，具有通过水银孔率法测得的众数径为0.5至10微米的通孔、通过BET法测得的众数径为2至50纳米的中孔和通过BET法测得的不小于50平方米/克的比表面积。
2.有机聚合物整料，其含有不低于50质量％的衍生自交联剂的单体单元，具有通过水银孔率法测得的众数径为0.5至10微米的通孔、通过BET法测得的众数径为2至50纳米的中孔和通过BET法测得的不小于50平方米/克的比表面积。
3.如权利要求1或2所述的有机聚合物整料，其通过在稀释剂和聚合引发剂存在下使单体混合物聚合而制成，其中：
基于单体混合物的总量，该单体混合物含有不小于50质量％的交联剂和不小于20质量％的含羟基和/或酰胺基的单体，和
基于稀释剂的总量，该稀释剂含有不小于85质量％的不含羟基、酰胺基和羧基的稀释剂。
4.如权利要求1或2所述的有机聚合物整料，其通过在稀释剂、聚合引发剂和非交联聚合物存在下使单体混合物聚合而制备，其中：
基于单体混合物的总量，该单体混合物含有不小于50质量％的交联剂和不小于20质量％的含羟基和/或酰胺基的单体。
5.如权利要求4所述的有机聚合物整料，其中基于稀释剂的总量，该稀释剂含有不小于85质量％的不含羟基、酰胺基和羧基的稀释剂。
6.如权利要求4所述的有机聚合物整料，其中所述非交联聚合物是聚苯乙烯。
7.如权利要求1所述的有机聚合物整料，其中所述含羟基和/或酰胺基的单体是一种或多种选自由二甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸2-羟乙基酯、亚甲基双丙烯酰胺、N，N’-(1，2-二羟基亚乙基)双丙烯酰胺、N-烷基丙烯酰胺、N-乙烯基烷基酰胺、4-(羟甲基)苯乙烯和4-(乙酰胺基甲基)苯乙烯组成的组的单体。
8.如权利要求3所述的有机聚合物整料，其中所述含羟基和/或酰胺基的单体是一种或多种选自由二甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸2-羟乙基酯、亚甲基双丙烯酰胺、N，N’-(1，2-二羟基亚乙基)双丙烯酰胺、N-烷基丙烯酰胺、N-乙烯基烷基酰胺、4-(羟甲基)苯乙烯和4-(乙酰胺基甲基)苯乙烯组成的组的单体。
9.如权利要求3所述的有机聚合物整料，其中所述不含羟基、酰胺基和羧基的稀释剂是一种或多种选自由甲苯、乙苯、二甲苯、二乙苯、氯苯、二氧杂环己烷、庚烷、辛烷和异辛烷组成的组的化合物。
10.如权利要求5中所述的有机聚合物整料，其中所述不含羟基、酰胺基和羧基的稀释剂是一种或多种选自由甲苯、乙苯、二甲苯、二乙苯、氯苯、二氧杂环己烷、庚烷、辛烷和异辛烷组成的组的化合物。
11.制备权利要求1或2的有机聚合物整料的方法，包括在稀释剂和聚合引发剂存在下使单体混合物聚合的步骤，其中：
基于单体混合物的总量，该单体混合物含有不小于50质量％的交联剂和不小于20质量％的含羟基和/或酰胺基的单体，和
基于稀释剂的总量，该稀释剂含有不小于85质量％的不含羟基、酰胺基和羧基的稀释剂。
12.制备权利要求1或2的有机聚合物整料的方法，包括在稀释剂、聚合引发剂和非交联聚合物存在下使单体混合物聚合的步骤，其中：
基于单体混合物的总量，该单体混合物含有不小于50质量％的交联剂和不小于20质量％的含羟基和/或酰胺基的单体。
13.如权利要求12所述的方法，其中基于稀释剂的总量，该稀释剂含有不小于85质量％的不含羟基、酰胺基和羧基的稀释剂。
14.如权利要求12所述的方法，其中所述非交联聚合物是苯乙烯。
15.如权利要求11所述的方法，其中所述含羟基和/或酰胺基的单体是一种或多种选自由二甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸2-羟乙基酯、亚甲双丙烯酰胺、N，N’-(1，2-二羟基亚乙基)双丙烯酰胺、N-烷基丙烯酰胺、N-乙烯基烷基酰胺、4-(羟甲基)苯乙烯和4-(乙酰胺基甲基)苯乙烯组成的组的单体。
16.如权利要求12所述的方法，其中所述含羟基和/或酰胺基的单体是一种或多种选自由二甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸2-羟乙基酯、亚甲双丙烯酰胺、N，N’-(1，2-二羟基亚乙基)双丙烯酰胺、N-烷基丙烯酰胺、N-乙烯基烷基酰胺、4-(羟甲基)苯乙烯和4-(乙酰胺基甲基)苯乙烯组成的组的单体。
17.如权利要求11所述的方法，其中所述不含羟基、酰胺基和羧基的稀释剂是一种或多种选自由甲苯、乙苯、二甲苯、二乙苯、氯苯、二氧杂环己烷、庚烷、辛烷和异辛烷组成的组的化合物。
18.如权利要求13所述的方法，其中所述不含羟基、酰胺基和羧基的稀释剂是一种或多种选自由甲苯、乙苯、二甲苯、二乙苯、氯苯、二氧杂环己烷、庚烷、辛烷和异辛烷组成的组的化合物。
19.一种化学物质分离装置，其使用权利要求1或2的有机聚合物整料或经过表面改性的该有机聚合物整料作为固定相。
20.如权利要求19所述的化学物质分离装置，其是用于液相色谱法的柱。
21.如权利要求19所述的化学物质分离装置，其是用于化学物质浓缩的柱或用于化学物质浓缩的固相萃取柱体。
22.如权利要求19所述的化学物质分离装置，其是用于化学物质去除的柱或用于化学物质去除的固相萃取柱体。
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