[發明專利]高純球形全孔聚苯乙烯基粒子的制備方法

有效

• 申請號: 201210248885.8
• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN102731705A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 黃曦
• 申請（專利權）人: 常州嘉眾新材料科技有限公司
• 主分類號: C08F212/08
• 分類號: C08F212/08;C08F212/36;C08F226/10;C08F2/30;C08F2/26;C08J9/00
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技術領域

本發明涉及聚苯乙烯基微米小球的制備技術，特別提供了一種高純球形全孔聚苯乙烯基微米小球粒子的制備方法。

背景技術

固相萃取技術是用固體物質作為萃取劑，采用高效、高選擇性的固定相進行萃取的樣品預處理技術。作為一種新興的樣品富集、純化的處理技術，與傳統的液液萃取相比，SPE具有萃取速度快，效率高。更重要的是避免使用大量的有機溶劑，是一種成本低廉的綠色環保樣品處理技術。

SPE是一種吸附劑萃取技術，如圖1所示，樣品通過填充吸附劑3的一次性萃取柱1（包括在樣品流向上吸附劑3前后的聚乙烯多孔篩板2），分析物和雜質被保留在柱上，然后分別用選擇性溶劑去除雜質，洗脫出分析物，從而達到分離的目的。SPE的分離模式主要取決于填料的類型和溶劑的性質。

目前常見的SPE填料有氧化鋁、硅酸鎂、硅藻土、硅膠、石墨化碳等無機吸附劑填料，以及以Waters公司OASIS為代表的聚二乙烯基苯的有機SPE填料。目前，國產的SPE填料以低檔為主。高檔的硅膠、石墨化碳以及樹脂基的填料主要被歐美日等發達國家的大公司所壟斷。其中樹脂基SPE填料由于其獨特的性質，在食品安全、環境保護、生物醫藥等領域有著廣泛的應用。

美國專利5976367，6254780，6106721，5882521，6773583，6726842，6468422等就描述了一種制備二乙烯基苯和N-乙烯基吡咯烷酮二元共聚物粒子的方法，并將該粒子應用于SPE。但該方法制備的粒子為近球形，孔徑偏小只有80?，限制了其更廣泛地被使用。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種制備高純球形全孔聚苯乙烯基粒子的方法，與背景技術中公開技術所涉及的材料相比，解決所制得的粒子為苯乙烯、二乙烯基苯與N-乙烯基吡咯烷酮的三元共聚物粒子，產品具有最佳的親水親油平衡，使得粒子對各種有機溶劑以及水相體系都有很好的浸潤性，適用于各種類型樣品的預處理。

本發明的上述目的，高純球形全孔聚苯乙烯基粒子的制備方法，通過以下技術方案實現：所述制備方法包括制備含表面活性劑的水溶液（水相），制備苯乙烯、二乙烯基苯與N-乙烯基吡咯烷酮有機混合溶液（油相），將水相油相混合得到O/W乳液。通過自由基引發乳液聚合并經濾紙過濾、洗滌、干燥得到球形全孔聚苯乙烯基粒子。

進一步地，制備含表面活性劑的水溶液為將電阻率大于18.2MΩ的高純水、非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑均勻混合，其中所有表面活性劑在活性劑溶液中的濃度為5～20g/L，且非離子表面活性劑占所有表面活性劑的質量比為85%～95%。

更進一步地，所述非離子表面活性劑為吐溫20，吐溫80，曲拉通X-65，曲拉通X-100，曲拉通X-165或改性纖維素，優選吐溫20或曲拉通X-65。

更進一步地，所述陰離子表面活性劑為十二烷基磺酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉，最優選用十二烷基磺酸鈉。

進一步地，制備苯乙烯、二乙烯基苯與N-乙烯基吡咯烷酮有機混合油是指將氣相色譜分析純度大于99%的苯乙烯、含二乙烯基苯80%的異構體化合物和純的N-乙烯基吡咯烷酮三種原料按重量配比混合制得，所述質量配比為苯乙烯50%～80%、二乙烯基苯10%～30%、N-乙烯基吡咯烷酮10%～30%。

更進一步地，所述質量配比為苯乙烯:二乙烯基苯:N-乙烯基吡咯烷酮等于8:1:1。

進一步地，所述乳液聚合是指在剪切攪拌下將有機混合油加入到水溶液形成均勻穩定的O/W乳液，其中有機混合油的液滴大小在5～100μm，采用自由基引發并升溫至40～80°C引發聚合，用濾膜或濾紙過濾并用重復洗滌后，在15kPa、75～80℃的真空條件下干燥，制得5～100μm全孔聚苯乙烯基粒子。

更進一步地，所述剪切攪拌的攪拌轉速為每分鐘100～2000轉。

更進一步地，所述引發劑至少為偶氮類、過氧類自由基引發劑。

更進一步地，所述濾膜為孔徑20μm的尼龍濾膜，所述濾紙為孔徑5μm的水性濾紙。

本發明制備技術方案的實時，其具有多方面的顯著優點，分別來看：

（1），通過引入三個組分，更精細地調節油相的極性、溶解性等性質，可以制備得到具有較佳球形形貌的粒子，同時可以更好地控制孔結構，得到具有更大孔徑的填料，克服了現有二元共聚物的不足。

（2），通過乳液聚合的方法，采用復配的表面活性劑，優化乳液配方，提高了乳液的穩定性和液滴的單分散性，避免了粒子的團聚和形體變形，并采用水作為反應介質，適應環保要求。