專利名稱：一種制備開孔聚合物材料的反相乳液模板法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開孔聚合物材料的制備方法，具體涉及采用離子型乳化劑，通過反相乳液模板法制備開孔聚合物材料的方法。
背景技術(shù)：
開孔聚合物材料是一種具有廣泛用途的材料，如開孔聚苯乙烯，在制備組織培養(yǎng)支架、離子交換樹脂和催化劑載體等諸多領(lǐng)域已經(jīng)獲得的眾多的應(yīng)用。
開孔聚合物材料的制備方法，引起了人們廣泛的關(guān)注，其中，高內(nèi)連通(中間相體積百分?jǐn)?shù)大于等于60％)的反相乳液自從1976年首次報(bào)道以來，作為模板來制備開孔聚合物材料，已經(jīng)有眾多的文獻(xiàn)報(bào)道，如道化學(xué)公司于2000年申請(qǐng)的美國(guó)專利(US Pat 6,147,131)和卡梅隆等于2005年在聚合物雜志上發(fā)表的文章等。
但是盡管高內(nèi)連通乳液首次被報(bào)道已經(jīng)是幾十年以前的事，科學(xué)家在制備高連通乳液過程中采用的乳化劑還是僅限于非離子型乳化劑或非離子型乳化劑與少量的離子型乳化劑的混合物，且非離子型乳化劑的用量很大，占到體系中單體用量的5-70％，大量的乳化劑的存在既提高了材料的成本，又使得其應(yīng)用受到了很多限制，并容易造成環(huán)境的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是公開一種制備開孔聚合物材料的反相乳液模板法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。
本發(fā)明所述的制備開孔聚合物材料的反相乳液模板法，包括如下步驟將引發(fā)劑水溶液加入單體苯乙烯、乳化劑和交聯(lián)劑的混合物，攪拌，形成反相乳液，在65～75℃反應(yīng)10～14小時(shí)，然后從反應(yīng)產(chǎn)物中收集開孔聚合物材料；所說的交聯(lián)劑為二乙烯基苯，乙二醇二甲基雙丙烯酸酯或它們的混合物；所說的乳化劑為十六烷基三甲基溴化銨，十六烷基三甲基氯化銨，十七烷基三甲基溴化銨等長(zhǎng)烷烴基三甲基溴化銨或氯化銨的一種或多種的混合物；所述的引發(fā)劑為過硫酸銨(APS)或過硫酸鉀(KPS)等水溶性引發(fā)劑中的一種或兩種混合物。優(yōu)選的引發(fā)劑為過硫酸銨。
原料的重量百分比如下苯乙烯和交聯(lián)劑苯乙烯0～100％，交聯(lián)劑100～0％；基于單體苯乙烯的體積，乳化劑用量為0.004～0.02克/毫升；基于單體苯乙烯的體積，引發(fā)劑用量為0.005～0.03克/毫升；反應(yīng)體系中，水占體系體積的60～98％。
采用掃描電鏡(SEM)JSM-6360LV(日本JEOL公司)觀測(cè)開孔聚合物的孔的形貌，用全自動(dòng)壓汞儀IV9500(美國(guó)麥克儀器公司)測(cè)定開孔材料的孔徑大小及孔容積，用比表面積儀Tristar3000(美國(guó)麥克儀器公司)測(cè)定材料的比表面積。
本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單易行，經(jīng)常規(guī)的反相乳液聚合反應(yīng)，即可獲得孔徑在1.0～800微米、通孔孔徑在0.2～480.0微米，比表面積在1.0～50平方米/克，孔容積在1.0～50毫升/克的開孔聚合物材料，并可根據(jù)聚合模具的形狀做成從薄膜到塊狀的各種形體材料。


圖1為實(shí)施例1的開孔聚合物材料的掃描電鏡照片圖2為實(shí)施例2的開孔聚合物材料的掃描電鏡照片圖3為實(shí)施例3的開孔聚合物材料的掃描電鏡照片具體實(shí)施方式
實(shí)施例1將25毫升苯乙烯和0.20克十六烷基三甲基溴化銨加入到燒瓶中，勻速攪拌5分鐘；再將120毫升的蒸餾水和0.40克的過硫酸銨配成溶液，在保持勻速攪拌的情況下滴加到燒瓶中，待形成穩(wěn)定的反相乳液后，再將該反相乳液注入到模具中，升溫至70℃，反應(yīng)12小時(shí)，待反應(yīng)結(jié)束，將聚合物用去離子水洗滌，再真空干燥，便得到所需的多孔材料。
所得孔容積為4.9毫升/克，比表面積為41.82平方米/克，通孔孔徑為0.4微米，大孔直徑為5.2微米。
實(shí)施例2將20.0毫升苯乙烯和5.0毫升二乙烯基苯，0.3克十六烷基三甲基氯化銨加入到燒瓶中，勻速攪拌10分鐘；再將120毫升的蒸餾水和0.20克的過硫酸銨配成溶液，在保持勻速攪拌的情況下將之緩慢的滴加到燒瓶中，待形成穩(wěn)定的反相乳液后，再將該反相乳液注入到模具中，升溫至65℃，反應(yīng)14小時(shí)，待反應(yīng)結(jié)束，將聚合物用去離子水洗滌，真空干燥，便得到所需的多孔材料。
所得孔容積為1.3毫升/克，比表面積為2.2平方米/克，通孔孔徑為298.4微米，大孔直徑為760.8微米。
實(shí)施例3將1.8毫升苯乙烯和0.2毫升乙二醇二甲基雙丙烯酸酯，0.016克十六烷基三甲基氯化銨加入到燒瓶中，勻速攪拌15分鐘；再將98毫升的蒸餾水和0.3克的過硫酸銨配成溶液，在保持勻速攪拌的情況下將之緩慢的滴加到燒瓶中，待形成穩(wěn)定的反相乳液后，再將該反相乳液注入到模具中，升溫至75℃，反應(yīng)10小時(shí)，待反應(yīng)結(jié)束，將聚合物用去離子水洗滌，真空干燥，便得到所需的多孔材料。
所得孔容積為48.4毫升/克，比表面積為28.02平方米/克，通孔孔徑為30.6微米，大孔胞直徑為100.8微米。
權(quán)利要求
1.一種制備開孔聚合物材料的反相乳液模板法，其特征在于，包括如下步驟將引發(fā)劑水溶液加入單體苯乙烯、乳化劑和交聯(lián)劑的混合物，攪拌，形成反相乳液，然后從反應(yīng)產(chǎn)物中收集開孔聚合物材料；所說的交聯(lián)劑為二乙烯基苯，乙二醇二甲基雙丙烯酸酯或它們的混合物；所說的乳化劑為長(zhǎng)烷烴基三甲基溴化銨或氯化銨中的一種或多種的混合物；所述的引發(fā)劑為過硫酸銨或過硫酸鉀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備開孔聚合物材料的反相乳液模板法，其特征在于，在65～75℃反應(yīng)10～14小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備開孔聚合物材料的反相乳液模板法，其特征在于，所說的乳化劑為十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨或十七烷基三甲基溴化銨。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的制備開孔聚合物材料的反相乳液模板法，其特征在于，原料的重量百分比如下苯乙烯和交聯(lián)劑苯乙烯0～100％，交聯(lián)劑100～0％；基于單體苯乙烯的體積，乳化劑用量為0.004～0.02克/毫升；基于單體苯乙烯的體積，引發(fā)劑用量為0.005～0.03克/毫升；反應(yīng)體系中，水占體系體積的60～98％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的方法制備的開孔聚合物材料，其特征在于，孔徑在1.0～800微米、通孔孔徑在0.2～480.0微米，比表面積在1.0～50平方米/克，孔容積在1.0～50毫升/克。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備開孔聚合物材料的反相乳液模板法，包括如下步驟將引發(fā)劑水溶液加入單體苯乙烯、乳化劑和交聯(lián)劑的混合物，攪拌，形成反相乳液，然后從反應(yīng)產(chǎn)物中收集開孔聚合物材料；所說的交聯(lián)劑為二乙烯基苯，乙二醇二甲基雙丙烯酸酯或它們的混合物；所說的乳化劑為長(zhǎng)烷烴基三甲基溴化銨或氯化銨中的一種或多種的混合物；所述的引發(fā)劑為過硫酸銨或過硫酸鉀。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單易行，經(jīng)常規(guī)的反相乳液聚合反應(yīng)，即可獲得孔徑在1.0～800微米、通孔孔徑在0.2～480.0微米，比表面積在1.0～50平方米/克，孔容積在1.0～50毫升/克的開孔聚合物材料，并可根據(jù)聚合模具的形狀做成從薄膜到塊狀的各種形體材料。
文檔編號(hào)C08F212/00GK101054423SQ20071003951
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月16日
發(fā)明者章圣苗, 陳建定, 朱蕓, 翁盛光 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)