[發明專利]聚苯乙烯類或其共聚物材料的親水改性方法及材料

有效

• 申請號: 201510061795.1
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104628958B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 張榮月;冀德坤;佟拉嘎;潘一廷;劉才
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: C08F257/00
• 分類號: C08F257/00;C08F8/00;B01J20/26;B01J20/28;B01D15/08
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;付久春

1.一種聚苯乙烯類或其共聚物材料的親水改性方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)將聚苯乙烯類或其共聚物材料，用有機溶劑進行溶脹處理；所述用有機溶劑進行溶脹處理過程如下：將聚苯乙烯類或其共聚物材料放入有機溶劑中進行密封振蕩2～5h，所述有機溶劑為能與水進行混溶的有機溶劑，有機溶劑的體積用量為被溶脹材料質量的10～20倍，待所述聚苯乙烯類或其共聚物材料在溶劑中完全溶脹后，進行抽濾，并用所用的有機溶劑進行洗滌，抽濾干凈溶劑；

2)在溶劑存在條件下，將親水性單體通過原子轉移自由基聚合的方法引發接枝聚合至所述步驟1)處理后的材料表面，即完成對聚苯乙烯類或其共聚物材料的親水改性。

2.根據權利要求1所述的聚苯乙烯類或其共聚物材料的親水改性方法，其特征在于，在步驟2)后還包括：

3)在堿性物質存在條件下，用衍生試劑將所述步驟2)得到的材料表面的親水性聚合物長鏈進行衍生功能化，得到功能化的聚苯乙烯類或其共聚物材料。

3.根據權利要求2所述的聚苯乙烯類或其共聚物材料的親水改性方法，其特征在于，所述聚苯乙烯類或其共聚物材料為：聚乙烯基芐氯與二乙烯基苯共聚物材料，或聚乙烯基芐氯材料；

所述有機溶劑選自：二氧六環、甲醇、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺中的一種。

4.根據權利要求1所述的聚苯乙烯類或其共聚物材料的親水改性方法，其特征在于，所述步驟2)中，所述將親水性單體通過原子轉移自由基聚合的方法引發接枝聚合至所述步驟1)處理后的材料表面的過程為：將親水性單體、催化劑及配體體系和所述步驟1)溶脹過的聚苯乙烯類或其共聚物材料放入反應釜中，在溶劑中進行充分攪拌混合，在30～60℃下反應12～24h，反應結束后去除未反應的物質，即得到表面接枝親水性單體的聚苯乙烯類或其共聚物材料。

5.根據權利要求1或4所述的聚苯乙烯類或其共聚物材料的親水改性方法，其特征在于，所述步驟2)中，所用的親水性單體選自：甲基丙烯酸鈉(MANa)、丙烯酸鈉(ANa)、甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸羥丙酯(HPMA)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)中的一種或兩種的混合物；所述親水性單體按質量用量為聚苯乙烯類或共聚物材料質量的1/3～3倍；

所用的溶劑選自：丁酮與丙醇混合、H₂O、DMSO中的一種或兩種的混合物；所述溶劑的體積用量與所述步驟1)處理后的材料質量的比為10：1～30：1(v/m)；

所用的催化劑及配體體系由兩種組分組成，分別為鹵化物和含氮配體，其中，鹵化物選自：氯化亞銅、溴化亞銅中的一種或兩種混合物；含氮配體選自：2，2-聯二吡啶(Bpy)、四甲基乙二胺(TMEDA)、N，N，N，’N，”N，”’-五甲基二亞乙基三胺(PMDETA)和1，1，4，7，10，10’-六甲基三亞乙基四胺(HMETETA)中的一種或多種的混合物。

所述催化劑及配體體系的鹵化物作為所用原子轉移自由基聚合引發劑，所述鹵化物加入比例為所述親水性單體摩爾數的1～10％，所述鹵化物與所述含氮配體的摩爾比為1：1；

所述接枝聚合反應溫度為30～80℃，反應時間為2～12h，接枝反應完畢后，減壓抽濾，并用去離子水進行洗滌去除其他可溶雜質。

6.根據權利要求2所述的聚苯乙烯類或其共聚物材料的親水改性方法，所述步驟3)中，用衍生試劑將所述步驟2)得到的材料表面的親水性聚合物長鏈進行衍生功能化的過程為：向所述步驟2)得到的材料中加入衍生試劑，在堿性條件下，20～50℃下反應3～10h后，衍生產物經洗滌、干燥，得到功能化聚苯乙烯類或其共聚物材料。

7.根據權利要求2或6所述的聚苯乙烯類或其共聚物材料的親水改性方法，其特征在于，所述步驟3)中，用衍生試劑將所述步驟2)所得到的材料表面的親水性聚合物長鏈進行衍生功能化是：對接枝后聚合物鏈帶有羥基的改性材料進行功能衍生；

所用的堿性物質為氫氧化鈉、二甲基氨基吡啶中的一種，堿性物質的濃度為1～7mol/L；

所用的衍生試劑為2-二乙氨基氯乙烷鹽酸鹽或2，3-環氧丙基三甲基氯化銨，衍生試劑用量為所述步驟2)所得材料質量的2～10倍。