[發(fā)明專利]新型交聯(lián)聚合物基材、該基材的制備方法和終端用途應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980121409.6
• 申請(qǐng)日: 2009-05-05
• 公開（公告）號(hào): CN102056976A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·H·阿達(dá)姆森;W·T·科林斯;D·E·格拉哈姆;R·M·米尼尼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 卡普?qǐng)D爾技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C08K5/541
• 分類號(hào): C08K5/541;C08K5/54;C08K5/5415;C08K5/5419;C08L101/12;C08L101/14;C08L79/00;C08L33/06;C08L79/08;C08J5/00
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 陳季壯

本申請(qǐng)要求于2008年5月5日提交的美國(guó)實(shí)用新型專利申請(qǐng)序列號(hào)12/151,242的優(yōu)先權(quán)。

敬致關(guān)系當(dāng)事人：

發(fā)明背景

自從20世紀(jì)40年代后期，就一直對(duì)于提供從水，特別是色淀，地下水、流路和水池清潔雜質(zhì)的手段和方法有增加的追求。除了需要清潔河流與溪流之外，仍強(qiáng)烈需要能夠清潔用于化學(xué)或電工藝的殘屑的廢料水池，例如，從淬火水池除去鐳和從來(lái)自制造部位的調(diào)理水中除去汞及其它金屬。

與此種″清潔″方法相聯(lián)系的主要問(wèn)題是最終成本。這就是為什么已經(jīng)開發(fā)使用絡(luò)合劑和類似物而不是使用填料作為過(guò)濾介質(zhì)的許多方法，因?yàn)檫@些絡(luò)合劑中的一些能夠反轉(zhuǎn)，即在例如，金屬被多價(jià)螯合之后，該方法可以反轉(zhuǎn)以收集被多價(jià)螯合的金屬并再利用它或?qū)⑺鼭饪s以為它提供合適的處理手段。

Campbell等人在美國(guó)專利6,803,106中描述了用于純化廢化學(xué)物質(zhì)和金屬工藝料流和用于離析與檢定蛋白、肽和低聚核苷酸的現(xiàn)代材料。這種材料是多層大分子，其中層以共價(jià)鍵方式結(jié)合在一起并且其中大分子以共價(jià)鍵方式與固體顆粒基材結(jié)合。

還有從液體溶液萃取可溶重金屬的系統(tǒng)，該系統(tǒng)概括在分別授予Rosenberg和Rosenberg和Pang的兩個(gè)專利中。第一個(gè)是1997年12月9日頒發(fā)的美國(guó)專利5,695,882，第二個(gè)是1999年12月7日頒發(fā)的美國(guó)專利5,997,748。這兩個(gè)專利涉及使用激活表面從各種溶液中除去溶解的重金屬和復(fù)合重金屬離子的方法，該激活表面是多元胺與共價(jià)固定的三官能化烴基甲硅烷基的反應(yīng)產(chǎn)物，該三官能化烴基甲硅烷基產(chǎn)生官能化螯合劑基團(tuán)可以共價(jià)連接的非交聯(lián)氨基。

重要的是注意這些材料是非交聯(lián)的，如其中專利權(quán)人特意闡明的那樣。

附圖簡(jiǎn)述

圖1是沒(méi)有接枝到任何基材上且可溶于反應(yīng)水相的25,000分子量聚亞乙基亞胺聚合物的GPC分析。

圖2是圖1的聚合物在以下過(guò)程之后的GPC分析：(a)已經(jīng)將氧化硅連同所選的水解催化劑和連接劑添加到水相，然后(b)已經(jīng)除去氧化硅加上接枝的連接劑而留下具有規(guī)定過(guò)量的未反應(yīng)連接劑的澄清液相，從而顯示在本發(fā)明方法中聚合物通過(guò)未反應(yīng)的連接劑交聯(lián)。

圖3是為了對(duì)比目的的圖1和圖2的疊加。

圖4是本發(fā)明化學(xué)的示意圖，其中使PEI與和氧化硅連接的側(cè)硅烷反應(yīng)。

圖5是Rosenberg美國(guó)專利5,695,882的化學(xué)的示意圖，其中Q是離去基團(tuán)。

圖6是根據(jù)本發(fā)明方法處理的氧化硅顆粒的繪圖，其中O是氧化硅顆粒，是聚合物通過(guò)連接劑分子與氧化硅表面連接的連接點(diǎn)，是沿著聚合物鏈的交聯(lián)點(diǎn)，和是PEI聚合物鏈。

圖7是具有連接的硅烷和與該硅烷連接劑連接的PEI聚合物(作為Rosenberg分子的實(shí)例)的氧化硅顆粒的圖解，其中雙曲線S是氧化硅，長(zhǎng)波形線W是直鏈Rosenberg聚合物。

圖8是與硅烷連接劑連接并交聯(lián)的PEI聚合物的圖解。與硅質(zhì)基材的連接沒(méi)有顯示(參見(jiàn)圖6)。纏結(jié)波形線V是聚合物束。

圖9是處理硫酸銅溶液的填充床塔的圖示，其中使用10重量％與100微米氧化硅鍵接的聚合物。

圖10顯示100ppm?Cu(作為CuSO₄)經(jīng)過(guò)本發(fā)明組合物的洗提，本發(fā)明組合物是具有20重量％與250微米氧化硅鍵接的聚合物的氧化硅基材，其中縱軸是″體積通量″(ml)且橫軸是運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間(天)。

圖11是得自實(shí)施例12樣品10-003的試驗(yàn)結(jié)果的柱狀圖。

圖12是得自實(shí)施例12樣品10-0P2的試驗(yàn)結(jié)果的柱狀圖。

圖13是得自實(shí)施例15的對(duì)比數(shù)據(jù)的柱狀圖。

圖14示出了當(dāng)使用本發(fā)明接枝聚合物(即，在250微米氧化硅上的10重量％)時(shí)，與各種金屬相聯(lián)系的偏移因子。

圖15是得自實(shí)施例14，反應(yīng)性橙16的試驗(yàn)結(jié)果的柱狀圖。

圖16是得自實(shí)施例14，反應(yīng)性黑5的試驗(yàn)結(jié)果的柱狀圖。

圖17是得自實(shí)施例14的對(duì)于直接紅81的試驗(yàn)結(jié)果的柱狀圖。

圖18是得自實(shí)施例14比較數(shù)據(jù)的試驗(yàn)結(jié)果的柱狀圖。

本發(fā)明

因此，本文在一個(gè)實(shí)施方案中公開和要求的是物質(zhì)的組合物，其中該組合物包含在表面上具有硅烷醇的硅質(zhì)基材；選自主要由以下物質(zhì)構(gòu)成的組的聚合物：水溶性聚合物、水溶性共聚物、醇溶性聚合物、醇溶性共聚物和這些聚合物的組合。

該聚合物通過(guò)具有通式

O_3/2SiQY