[發明專利]一種利用化學反應與減壓蒸餾耦合制備環糊精基聚合物吸附材料的方法

有效

• 申請號: 201510062924.9
• 申請日: 2015-02-06
• 公開（公告）號: CN104628893B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 張曉梅;竇李;曹曼麗;吳超南
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: C08B37/16
• 分類號: C08B37/16;B01J20/26;C02F1/28;C02F101/30
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及聚合物制備領域，確切地說是一種利用化學反應與減壓蒸餾耦合制備環糊精基聚合物吸附材料的方法。

背景技術

由環糊精與交聯劑酸酐或多元酰氯經交聯聚合反應制備的環糊精基聚合物吸附材料，在處理水體中有機污染物方面有很好的應用前景。目前文獻報道的這類環糊精基聚合物制備方法主要有溶液聚合和反相乳液聚合。由于環糊精的疏水性空腔和由聚合物網絡形成的二級空穴是這類吸附材料發揮吸附有機污染物功能的主要位點，在制備環糊精基聚合物吸附材料的反應中，控制交聯度和交聯均勻度是保障材料吸附性能及其穩定的關鍵因素。

在投料比一定的反應體系中，隨著化學反應進行，反應物濃度逐漸降低，活性官能團之間的反應速率也隨之降低，環糊精與酸酐或多元酰氯的交聯聚合反應也不例外。環糊精溶于水，交聯度不足，難于得到水不溶性環糊精基聚合物吸附材料。提高交聯組分酸酐或多元酰氯的用量雖可提高交聯度，但含多個羥基的環糊精在交聯聚合反應初期的反應速度明顯高于中、后期，聚合物的交聯度和交聯均勻度難以有效控制，造成材料的吸附性能不穩定。此外，環糊精分子體積較大，反應官能團濃度降低后，進一步的交聯聚合反應困難，會形成大量低交聯度、溶于水的環糊精聚合物，降低吸附材料得率。

發明內容

本發明針對環糊精與酸酐或酰氯交聯聚合制備環糊精基聚合物吸附材料時吸附性能不穩定的實際問題，提供一種將化學反應與減壓蒸除溶劑耦合即“反應-減壓蒸餾”制備環糊精基聚合物吸附材料的方法。

本發明技術方案如下：

一種利用化學反應與減壓蒸餾耦合制備環糊精基聚合物吸附材料的方法，其特征在于：包括以下步驟：在有機溶劑中，將環糊精與酸酐或酰氯組分按一定比例投料，當使用酰氯組分時，還需加入一定比例的縛酸劑三乙胺；50℃-80℃攪拌下反應一定時間后，在反應體系60℃-85℃范圍內，控制體系真空度，減壓蒸出一定比例的有機溶劑,冷至室溫，洗滌殘留物，抽濾，真空干燥得環糊精基聚合物吸附材料。

所述的利用化學反應與減壓蒸餾耦合制備環糊精基聚合物吸附材料的方法，其特征在于：有機溶劑組分為干燥的N,N-二甲基甲酰胺和二甲亞砜中的一種或兩種的混合；

所述的酸酐為馬來酸酐、琥珀酸酐、聚合度為10-40的烯類單體與馬來酸酐的共聚物；所述的酰氯組分為含六個碳以上的脂肪族二元或三元羧酸、芳香二元或三元羧酸形成的酰氯。

所述的利用化學反應與減壓蒸餾耦合制備環糊精基聚合物吸附材料的方法，其特征在于：所述的聚合度為10-40的烯類單體與馬來酸酐的共聚物指的是苯乙烯、甲基乙烯基醚及甲基丙烯酸酯中的一種或幾種的混合。

所述的利用化學反應與減壓蒸餾耦合制備環糊精基聚合物吸附材料的方法，其特征在于：投料結束后，在70℃攪拌反應0.5-2.5h。

所述的利用化學反應與減壓蒸餾耦合制備環糊精基聚合物吸附材料的方法，其特征在于：在反應體系60℃-85℃范圍內，控制體系真空度將70-90%的有機溶劑在30-180min內蒸出。

所述的利用化學反應與減壓蒸餾耦合制備環糊精基聚合物吸附材料的方法，其特征在于：環糊精為α-環糊精，β-環糊精，γ-環糊精及其羧甲基、羥丙基及氨基衍生物中的一種或幾種。

所述的利用化學反應與減壓蒸餾耦合制備環糊精基聚合物吸附材料的方法，其特征在于：環糊精與酸酐組分的反應按環糊精：酸酐摩爾比為(0.2- 2):1投料；環糊精與酰氯組分的反應中，按摩爾比環糊精：酰氯：三乙胺為1：(1-4)：(2-12) 在0℃-25℃投料，其中酰氯的摩爾比按酸計。

本發明的有益效果為：

用本發明制備環糊精基聚合物吸附材料，制備方法簡單，條件容易控制，易于工業化；所得吸附材料能有效吸附水中有機染料（堿性品紅、亞甲基藍、羅丹明B及甲基橙），吸附性能好且穩定。

具體實施方式

實施例1

2.0g苯乙烯-馬來酸酐交替共聚物溶于50mL N,N-二甲基甲酰胺中，加入11.0 g β-環糊精，升溫70℃攪拌反應2h。將反應裝置后改為減壓蒸餾，維持反應體系80℃，控制真空度將38mL的N,N-二甲基甲酰胺在60min內蒸出。冷卻至室溫，加入30-50℃溫水洗滌殘留物，抽濾，真空干燥，得環糊精基聚合物吸附材料A。