CZ291396B6 - Způsob přípravy sférických polymerních sorbentů - Google Patents

Abstract

Způsob přípravy glycidylmethakrylátových sorbentů, kde se směs glycidylmethakrylátu a dvojfunkčního monomeru (síťovadlo), látek způsobujících vznik pórů (porogen), katalyzátoru polymerace a případně dalších monomerů disperguje ve vodě s malým obsahem polymerních emulgátorů jako je polyvinylpyrolidon a pak se vystaví působení intenzivního ultrazvuku, čímž vzniknou ve vodné fázi kapičky směsi monomerů a porogenu s úzkou distribucí velikosti, které se poté stabilizují přídavkem dalších emulgátorů a přivedou k polymeraci zahřátím směsi. Vzniklé částice sorbentu mají úzké rozmezí velikosti, dobře se izolují z málo viskózní směsi a jejich povrchová vrstva se svou porozitou neodlišuje od vnitřku částic. Je možno připravit i velmi malé částice velikosti jednotek mikrometrů, které se jinak velmi obtížně připravují.ŕ

Description

Způsob přípravy sférických polymemích sorbentů

Oblast techniky

Vynález se týká chromatografických separačních technik použitelných v analytické chemii a v laboratorní nebo průmyslové separaci látek.

Dosavadní stav techniky

Polymemí sorbenty pro kapalinovou a plynovou chromatografií jsou známé více než čtyřicet let. Po homogenních gelech typu Sephadexu (Pharmacia), které přišly na trh v padesátých letech, se v letech šedesátých objevily nové typy rigidních materiálů, jejichž póry zůstávaly zachovány i poté, co z nich byla odstraněna kapalina (například Styragel firmy Waters Associates, USA).

V sedmdesátých letech byly na Ústavu makromolekulámí chemie v Praze vyvinuty hydrofilní sorbenty tohoto typu použitelné pro chromatografií ve vodných roztocích i v organických rozpouštědlech na bázi hydroxyethylmethakrylátu. Na ÚMCH ČSAV Praha byly vyvinuty i sorbenty na bázi glycidylmethakiylátu (GMA). Oba typy sorbentů byly připravovány suspenzní polymerací směsi monomerů, síťovadla aporagenu (činidla, které způsobuje, že polymerující směs vytváří porézní strukturu) ve vodném prostředí za přítomnosti vysokých koncentrací polymemích emulgátorů.

Tento způsob přípravy byl do jisté míry vhodný pro přípravu velkých částic (50 pm až 500 pm), které se poměrně dobře izolují z viskózního prostředí, i tak však docházelo ke tvorbě homogenní povrchové vrstvy s podstatně menšími póry oproti vnitřku porézní částice. Metoda byla prakticky nepoužitelná pro přípravu malých částic (3 pm až 30 pm), které jsou především využívány v moderní chromatografií.

V osmdesátých letech byla vypracována nová metoda přípravy monodisperzních částic hydrofilních polymerů vycházející z latexových částic, na které se postupnou difúzí „nabalují“ ostatní monomery, které se pak přivedou k polymeraci. Během ní však dochází většinou k vypuzení latexového jádra z částice sorbentů, čímž vznikají kaverny větších rozměrů, které mohou velmi negativně ovlivňovat difúzi chromatografovaných látek do sorbentů a významným způsobem snižovat účinnost kolon plněných takovými sorbenty.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je způsob přípravy glycidylmethakrylátových sorbentů, vyznačený tím, že směs glycidylmethakiylátu a dvoj funkčního monomeru (síťovadlo), látek způsobujících vznik pórů (porogen), katalyzátorů polymerace a případně dalších monomerů se disperguje ve vodě s malým obsahem polymemích emulgátorů jako je polyvinylpyrolidon a polyvinylalkohol a pak se vystaví působení intenzivního ultrazvuku, čímž vzniknou ve vodné fázi kapičky směsi monomerů a porogenu s úzkou distribucí velikosti, které se poté přivedou k polymeraci zahřátím směsi.

Vzniklé částice sorbentů mají úzké rozmezí velikosti, dobře se izolují z málo viskózní směsi ajejich povrchová vrstva se svou porozitou neodlišuje od vnitřku částic.

Příklady provedení

Příklad 1

Byla připravena směs glycidylmethakrylátu (150 g), ethylendimethalkrylátu (100 g), cyklohexanolu (480 g) a azobisizobutyronitrilu (2,5 g). V 1 300 ml destilované vody byl rozpuštěn 1 g polyvinylpyrolidonu. Do vodné fáze byla za míchání přidána polymerační směs a na celek bylo to působeno ultrazvukovou sondou VCX 400 (Jencons Scientific, V. Británie) o výkonu 400 W po dobu deseti minut. Do dosperze bylo pak vmícháno 240 ml 4% roztoku polyvinylalkoholu a 120 ml 4% roztoku polyvinylpyrolidonu. Disperze byla pak probublána dusíkem a přenesena do polymeračního reaktoru, kde byla míchána kovovým míchadlem při 150ot./min po dobu šesti hodin při teplotě 80 °C. Po ukončené polymeraci, vymytí nezreagovaných látek ethanolem, 15 toluenem a acetonem a vysušení a vytřídění podle velikosti byl sorbent použit pro gelovou permeační chromatografíi (po hydrolýze epoxidových skupin glycidylmethakrylátu) a další modifikace. Bylo získáno celkem 224 g porézních sférických částic sorbentu o velikosti částic 3 až 12 pm.

Příklad 2

Byla připravena směs glycidylmethakrylátu (150 g), ethylendimethakrylátu (100 g), cyklohexanolu (480 g) a azobisizobutyronitrilu (2,5 g). V 1300 ml destilované vody byl rozpuštěn 25 0,6 g polyvinylpyrolidonu. Do vodné fáze byla za míchání přidána polymerační směs a na celek bylo působeno ultrazvukovou sondou VCX 400 (Jencons Scientific, V. Británie) o výkonu 200 W po dobu deseti minut. Do dosperze bylo pak vmícháno 240 ml 4% roztoku polyvinylalkoholu a 120 ml 4% roztoku polyvinylpyrolidonu. Disperze byla pak probublána dusíkem a přenesena do polymeračního reaktoru, kde byla míchána kotvovým míchadlem při 100 ot./min 30 po dobu šesti hodin při teplotě 80 °C. Po ukončené polymeraci, vymytí nezreagovaných látek ethanolem, toluenem a acetonem a vysušení a xytřídění podle velikosti byl sorbent použit pro gelovou permeační chromatografií (po hydrolýze epoxidových skupin glycidylmethakrylátu) a další modifikace. Bylo získáno celkem 224 g porézních sférických částic sorbentu o velikosti části 7 až 20 pm.

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob přípravy polymemích sorbentu na bázi kopolymerů glycidylmethakrylátu, vyznačený tím, že směs glycidylmethakrylátu advojfúnkčního monomeru - síťovadlo, látek způsobujících vznik pórů - porogen, katalyzátorů radikálové polymerace a případně dalších 45 monomerů disperguje ve vodě s malým obsahem polymemích emulgátorů jako je polyvinylpyrolidon, pak se vystaví působení intenzivního ultrazvuku, čímž vzniknou ve vodné fázi kapičky směsi monomerů aporogenu s úzkou distribucí velikosti, které se stabilizují přídavkem dalších emulgátorů, například polyvinylalkoholu, a poté se přivedou za míchání k polymeraci například zahřátím směsi.