CN106478866A - 一种有机多孔材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高内相比乳液体系为模板制备有机多孔材料的方法，所述的制备方法是将烯类单体、引发剂、致孔剂、交联剂、氯化钙、可聚合表面活性剂一起混合于水中，在一定条件下进行聚合，得到的有机多孔材料用索氏提取器提纯。采用该方法制备的有机多孔材料具有孔径均匀、物理化学性质稳定、比表面积大的性质。
Description
技术领域
本发明涉及有机多孔材料制备领域，具体是在一种高内相比乳液为模板的体系中使用可聚合表面活性剂制备有机多孔材料的方法。
背景技术
多孔材料是由连续的固相骨架和孔洞所组成。孔洞的边界或表面由化合物或化合物为主体构成。由于多孔材料结构是由多面体形状的孔洞在空间聚集形成，所以被称为“泡沫”材料；另外，由于其形状类似于蜂窝结构，亦称之为“蜂窝材料”。
多孔材料因泡孔体积大，因而有着密度低、孔隙率高、比表面积大等优点。一直以来，多孔材料被用作两相结构材料、隔温隔热材料、催化剂载体材料、吸附分离材料和生物组织替代品材料等。多孔材料主要包括金属多孔材料和非金属多孔材料。其中，聚合物多孔材料因具有更加优异的物理化学性能以及广泛的应用前景而引起人们的着重关注。多孔聚合物传统制备方法有反相法、相分离法、溶剂致孔法等，但这些方法都不能精确地控制孔及通道的大小和分布。
高内相比乳液[High Internal Phase Emulsion(HIPE)] 又称高浓乳液，是指内相（分散相）的体积分数在74％以上，甚至高达99％的乳液。高内相比乳液模板法制备多孔材料是将高内相比乳液的连续相作为聚合相，在一定温度下进行聚合反应，聚合结束后经洗涤、干燥即可得到多孔结构的聚合物材料。与其它制备多孔材料的方法（如反相法、相分离法、溶剂致孔法等）相比，高内相比乳液模板法具有可精确控制孔及通道直径的大小和分布的优点。高内相比乳液体系由烯类单体、引发剂、致孔剂、交联剂、盐（通常用氯化钙）、表面活性剂、水组成。
高内相比乳液中，表面活性剂非常重要。普通表面活性剂只是吸附到聚合物材料上，而不是以牢固的共价键键合。在某些场合下（如冻融循环，施以高剪切力等），普通表面活性剂容易从胶乳粒子表面解吸下来，使胶乳变得不稳定，并且表面活性剂容易在膜中发生迁移，形成聚集体而降低产品的耐水性，导致由水引起的增塑作用。
可聚合表面活性剂具有表面活性和可聚合性，用它制备的聚合物具有一系列优点：（1）可聚合表面活性剂在起传统表面活性剂作用的同时，还具有参与乳液聚合的功能，并以共价键的方式牢固地结合到聚合物粒子的表面，成为聚合物的一部分，使所制备的粒子不仅具有较好的粒径分布，且具有表面活性剂分子特有的性能；（2）可聚合表面活性剂与单体共聚，减少了乳液清液中残留的表面活性剂，便于纯化；（3）易于调节溶解于乳液分散相中的单体组成，可以制备组成多变的高分子材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高内相比乳液为模板制备有机多孔材料的方法。
本发明涉及一种高内相比乳液为模板制备有机多孔材料的方法。其特征在于在马来酸单醇酯钠盐（马来酸单十二醇酯钠盐、马来酸单十六醇酯钠盐、马来酸单十八醇酯钠盐、马来酸单脂肪醇聚氧乙烯醚酯钠盐）可聚合表面活性剂存在的条件下进行聚合反应制备有机多孔材料。
高内相比乳液为模板制备有机多孔材料，其步骤如下所述：首先是烯类单体、致孔剂、交联剂、盐（通常是指氯化钙）、马来酸单醇酯钠盐可聚合表面活性剂和水放置于三口烧瓶中，搅拌；其次是高纯氮气置换反应瓶中的空气；在氮气保护下加入引发剂；在一定温度下进行聚合反应；反应结束后用索氏提取器对有机多孔材料进行提纯，溶剂用无水甲醇。
本发明具有的特点：采用可聚合马来酸单十二醇酯钠盐、马来酸单十六醇酯钠盐、马来酸单十八醇酯钠盐、马来酸单脂肪醇聚氧乙烯醚酯钠盐可聚合表面活性剂取代传统的表面活性剂，得到的有机多孔材料物理化学稳定性好，孔径均匀，比表面积大。
具体实施方案
实施例1：取7.8 ml丙烯腈、4.6 ml甲苯、3.5 g马来酸单十二醇酯钠盐（可聚合表面活性剂）、1 ml二乙烯基苯放置于250 ml三口瓶，搅拌30 min；滴加100 ml CaCl2水溶液；继续搅拌30 min；另称取0.8 g偶氮二异丁腈放置于三口瓶，搅拌10 min，然后充氮排氧，70℃下反应8 h。反应完成后，在索氏提取器中用无水甲醇抽提48 h，以除去体系中的未反应的单体及杂质，最后水洗，真空干燥，得到聚丙烯腈。
实施例2：取7.8 ml丙烯腈、4.6 ml甲苯、3 g马来酸单十六醇酯钠盐（可聚合表面活性剂）、1 ml二乙烯基苯放置于250 ml三口瓶，搅拌30 min；滴加100 ml CaCl2水溶液；继续搅拌30 min；另称取0.8 g偶氮二异丁腈放置于三口瓶，搅拌10 min，然后充氮排氧，70℃下反应8 h。反应完成后，在索氏提取器中用无水甲醇抽提48 h，以除去体系中的未反应的单体及杂质，最后水洗，真空干燥，得到聚丙烯腈。
实施例3：取7.8 ml丙烯腈、4.6 ml甲苯、2.8 g马来酸单十八醇酯钠盐（可聚合表面活性剂）、1 ml二乙烯基苯放置于250 ml三口瓶，搅拌30 min；滴加100 ml CaCl2水溶液；继续搅拌30 min；另称取0.8 g偶氮二异丁腈放置于三口瓶，搅拌10 min，然后充氮排氧，70℃下反应8 h。反应完成后，在索氏提取器中用无水甲醇抽提48 h，以除去体系中的未反应的单体及杂质，最后水洗，真空干燥，得到聚丙烯腈。
实施例4：取7.8 ml丙烯腈、4.6 ml甲苯、2.5 g马来酸单脂肪醇聚氧乙烯醚酯钠盐（可聚合表面活性剂）、1 ml二乙烯基苯放置于250 ml三口瓶，搅拌30 min；滴加100 mlCaCl2水溶液；继续搅拌30 min；另称取0.8 g偶氮二异丁腈放置于三口瓶，搅拌10 min，然后充氮排氧，70℃下反应8 h。反应完成后，在索氏提取器中用无水甲醇抽提48 h，以除去体系中的未反应的单体及杂质，最后水洗，真空干燥，得到聚丙烯腈。
Claims (3)
1.一种高内相比乳液体系为模板制备有机多孔材料的方法，其特征在于使用可聚合表面活性剂替代传统的表面活性剂，包括以下步骤：
（1）将烯类单体、引发剂、致孔剂、交联剂、氯化钙、可聚合表面活性剂一起混合于水;
（2）在氮气保护下，升温至一定的温度下进行聚合，聚合得到的多孔材料采用索氏提取器提纯。
2.根据权利要求1所述的烯类单体是指苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酰胺。
3.根据权利要求1所述的表面活性剂，其特征在于所述的表面活性剂为可聚合马来酸单十二醇酯钠盐、马来酸单十六醇酯钠盐、马来酸单十八醇酯钠盐、马来酸单脂肪醇聚氧乙烯醚酯钠盐。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170308 |