[發明專利]一種離子液體微乳液中的原子轉移自由基聚合方法

無效

• 申請號: 200910029017.9
• 申請日: 2009-01-09
• 公開（公告）號: CN101481432A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 嚴鋒
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C08F2/24
• 分類號: C08F2/24;C08F12/08;C08F20/12;C08F20/26;C08F26/10;C08F20/44;C08F20/56;C08F16/06;C08J9/28
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明涉及一種聚合物納米粒子、凝膠和多孔材料的制備方法，具體涉及在離子液體介質中進行微乳液聚合制備聚合物的方法。

背景技術

微乳液一詞最早是由Hear和Schalmer于1943年提出的，是在乳化劑作用下將互不相溶的水/油按一定比例形成的透明均勻、熱力學穩定的油水分散體系，分散相的珠滴直徑在10-100nm范圍內。

微乳液體系中的原子轉移自由基聚合可以制備具有表面分子末端帶特定功能基團，可進一步引發聚合反應的“活性”聚合物納米粒子；和孔道內表面分子末端帶特定功能基團，可進一步在孔道內引發聚合反應的“活性”聚合物多孔材料(從聚合物凝膠制得)。但是該反應體系中除了需要使用大量的乳化劑外(一般乳化劑重量占整個反應體系重量的10％以上，通常為15％左右)，還需要加入大量過渡金屬催化劑(一般過渡金屬催化劑重量占整個反應體系重量的2％左右)。大量乳化劑和過渡金屬催化劑的使用加大了聚合反應結束后處理難度，并造成環境污染。例如：反應完成后，聚合物會包裹部分的乳化劑，需要用甲醇等有機溶劑將乳化劑從聚合物中洗出來。水、甲醇、催化劑、乳化劑的混合溶液無法回收利用(蒸發除去甲醇的同時，由于水也會被蒸發掉部分，這樣導致水、催化劑和乳化劑的比例發生了變化，無法直接循環使用，需要重新調整水和乳化劑的比例來形成微乳液體系)。

因此，需要尋求一種新的反應體系，方便過渡金屬催化劑和乳化劑的回收再利用。

發明內容

本發明目的是提供一種制備納米粒子、凝膠和多孔材料的方法，方便過渡金屬催化劑和乳化劑的回收，并且可以循環使用回收的過渡金屬催化劑和乳化劑。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種微乳液體系中制備納米粒子的方法，包括以下步驟：

(1)單體、離子液體、乳化劑、引發劑、配體、催化劑以重量比1～20∶80～200∶30～70∶1～5∶1～5∶1～5混合；

(2)在0～120℃溫度范圍內，無氧條件下進行原子轉移自由基聚合反應制備聚合物納米粒子；

(3)反應結束后，將聚合反應體系倒入聚合物不良溶劑中，得到聚合物沉淀，過濾分離；

(4)將濾液中聚合物不良溶劑蒸餾除去，乳化劑、催化劑和離子液體被回收利用。

一種微乳液體系中制備凝膠的方法，包括以下步驟：

(1)單體、離子液體、乳化劑、引發劑、配體、催化劑以重量比50～80∶80～200∶70～120∶1～5∶1～5∶1～5混合；

(2)在0～120℃溫度范圍內，無氧條件下進行原子轉移自由基聚合反應制備聚合物納米凝膠；

(3)將聚合物凝膠倒入聚合物不良溶劑中，聚合物凝膠中離子液體被聚合物不良溶劑萃取出，得到聚合物多孔材料；

(4)將聚合物不良溶劑蒸餾出，乳化劑、催化劑和離子液體被回收利用。

上述技術方案中，所述引發劑選自熱引發劑、光引發劑或鹵代化合物引發劑中的一種，所述熱引發劑選自偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉、過氧化二苯甲酰、過氧化二(2，4-二氯苯甲酰)、過氧化二乙酰、過氧化二辛酰和過氧化二月桂酰、過氧化二(十二酰)或過氧化二碳酸酯中的一種；所述光引發劑選自二苯甲酮、安息香醚、硫雜蒽酮、2，2-二甲基α-羥基苯乙酮、2，2-二甲基α-羥基對異丙基苯乙酮或1-羥基環己基苯酮中的一種；所述鹵代化合物引發劑選自；α-氯代苯乙烷、α-溴代苯乙烷、芐基氯、芐基溴、α-氯丙酸乙酯、α-溴丙酸乙酯、α-溴代異丁酸乙酯、氯仿、二氯甲烷、一氯甲烷、α-氯乙腈或α-氯丙腈、氯丙芐基氯、1，4-二氯甲基苯、2-氯丙酸甲酯、四氯化碳或1-氯，1-苯基乙烷中的一種；

上述技術方案中，所述單體選自苯乙烯、磺化苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α，β，β-三氟苯乙烯、α-甲基磺化苯乙烯、八氟苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸羥甲酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、或乙烯醇中的一種或幾種；

所述離子液體為含銨離子或芳雜環結構單元的離子液體，選自下列結構式中的一種：