[發(fā)明專(zhuān)利]改性聚合物大孔材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210504273.0
• 申請(qǐng)日: 2012-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102924745A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘艷雄;姬相玲;王偉財(cái);彭超;石凱;羅云霞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C08J9/40
• 分類(lèi)號(hào): C08J9/40;C08J3/24;C08L29/14;B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵;李玉秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，特別涉及改性聚合物大孔材料的制備方法。

背景技術(shù)

有機(jī)污染物是指以碳水化合物、蛋白質(zhì)、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有機(jī)物質(zhì)及某些其他可生物降解的人工合成有機(jī)物質(zhì)為組成的污染物，可分為天然有機(jī)污染物和人工合成有機(jī)污染物兩大類(lèi)。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展和人們生活水平的提高，有機(jī)污染物特別是揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）被大量使用，它們?cè)诖鎯?chǔ)、運(yùn)輸及使用過(guò)程中存在泄漏問(wèn)題，一方面直接對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，另一方面可能污染水體，因此處理這些有機(jī)物并及時(shí)從水體中除去成為難題。

采用吸收材料對(duì)水體中弱極性和非極性有機(jī)污染物進(jìn)行回收是一種非常有效的方法。目前，已有大量關(guān)于有機(jī)高分子吸收材料的報(bào)道，但其對(duì)有機(jī)污染物的吸收量仍然難以比擬吸水倍數(shù)高達(dá)幾百甚至上千的水凝膠型吸水樹(shù)脂(R.K.Farag,S.M.El-Saeed,Journal?of?AppliedPolymer?Science,109,3704(2008))。Okay小組采用交聯(lián)丁基橡膠制備的吸油劑對(duì)甲苯吸收倍數(shù)最高可達(dá)80多倍(O.Okay,S.Durmaz,et?al,Macromolecules,33,4822(2000))，但平衡時(shí)間長(zhǎng)達(dá)幾天。Deng小組采用三乙炔苯偶聯(lián)聚合制備的凝膠對(duì)不同極性有機(jī)物都具有一定吸收性能(A.Li,W.-Q.Deng,Energy?Environ.Sci,4,2062(2011))，但所吸收的有機(jī)溶劑需要在減壓下才能脫吸收。Feng小組采用溶劑致孔法制備二乙烯基苯微孔凝膠(F.X.Shou,et?al,Nano?Today,4,135(2009))，但對(duì)硝基苯的最大吸收量?jī)H為15倍。日本Sada小組制備的新型疏水型聚電解質(zhì)有機(jī)凝膠對(duì)一些弱極性有機(jī)溶劑的吸收量可以高達(dá)100多倍，且通過(guò)調(diào)節(jié)原料組成和配比制備出對(duì)不同溶劑具有高吸收倍數(shù)的有機(jī)凝膠（K.Sada,et?al,Nature?materials?6,429(2008)；K.Sada,et?al,SoftMatter?7,5938(2011);K.Sada,et?al,Adv.Funct.Mater,18,3936(2008)），具有一定的工業(yè)應(yīng)用的前景，但需要兩天左右才能達(dá)到溶脹平衡。綜上所述，目前所制備的高吸收倍率有機(jī)凝膠仍存在不足，如吸收速率非常慢、溶脹后材料力學(xué)性能低、以及吸收的有機(jī)污染物回收難等問(wèn)題，這在一定程度上限制了其作為吸收材料用于工業(yè)泄漏中的應(yīng)急處理。

近來(lái)，疏水/親脂型大孔高分子材料在吸收有機(jī)污染物方面顯示出潛在的應(yīng)用前景。例如，Okay小組采用溶劑致孔的方法制備大孔丁基橡膠吸收劑，可在數(shù)秒內(nèi)吸收甲苯達(dá)到平衡，(D?Ceylan,O,Okay,et?al,Environ.Sci.Technol,43,3846(2009)),(I?Karakutuk,O?Okay,et?al,Reactive?&?Functional?Polymers,70,585(2010))，通過(guò)簡(jiǎn)單擠壓就可以實(shí)現(xiàn)吸收的甲苯回收以及吸收劑的重復(fù)使用，但吸收量?jī)H為17.8g/g，這在很大程度上限制了其在實(shí)際應(yīng)用中作為高效的有機(jī)污染物吸收材料。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種改性聚合物大孔材料及其制備方法，該方法制備的改性聚合物大孔材料可以快速、高效的吸收有機(jī)污染物。

本發(fā)明公開(kāi)了一種改性聚合物大孔材料的制備方法，包括以下步驟：

（A）聚乙烯醇縮醛泡沫材料與交聯(lián)劑反應(yīng)，得到中間體；

所述交聯(lián)劑為表氯醇、多元羧酸、多元羧酸酐、多元酰氯、多元異氰酸酯或醛類(lèi)化合物；所述醛類(lèi)化合物為甲醛、多聚甲醛和二醛中的一種或多種；

（B）在脫水劑的存在下，將所述中間體與疏水化合物在有機(jī)溶劑中進(jìn)行取代反應(yīng)得到改性聚合物大孔材料；

所述疏水化合物為一元酰氯、一元醛或一元異氰酸酯；

所述一元酰氯為C4~C22的一元酰氯和C7~C20的芳香族一元酰氯中的一種或多種；

所述一元醛為C2~C20的一元醛和C7~C20的芳香族一元醛中的一種或多種；

所述一元異氰酸酯為C4~C18的一元異氰酸酯和C7~C20的芳香族一元異氰酸酯中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述步驟(A)中，所述聚乙烯醇縮醛泡沫材料與交聯(lián)劑的質(zhì)量比為1:（1~10）。

優(yōu)選的，所述步驟(A)中，所述聚乙烯醇縮醛泡沫材料的表觀密度為0.04g/cm³~0.09g/cm³，吸水率為1800%~2800%。