[發明專利]一種高交聯疏水有機整體材料的制備方法

有效

• 申請號: 201510079765.3
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN105985484B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 鄒漢法;歐俊杰;張海洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C08F222/20
• 分類號: C08F222/20;C08F220/18;C08F2/48;C08J9/28
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本發明涉及一種基于自由基反應制備有機多孔整體材料的方法，具體是將含有不飽和雙鍵的二季戊四醇戊-/己-丙烯酸，功能單體甲基丙烯酸月桂酯和引發劑在致孔溶劑中超聲溶解，然后在紫外光照射下發生自由基聚合反應，原位形成多孔的有機整體材料，通過調節單體的濃度和致孔劑的比例，即可制備成具有不同表面性質和功能的有機多孔整體材料。

背景技術

整體材料是近年來發展起來的一種新型固定相，其結構具有高通透性，多孔性和大的比表面積，使其在分離分析工作中能夠達到高效快速，高通量和低背壓的效果，被譽為繼多聚糖、交聯和涂漬、單分散之后的第四代色譜分離介質，是目前色譜領域的研究熱點之一，在生命科學、藥物分析和環境監測等領域正受到越來越多的關注。按化學性質的不同，可將整體材料主要分為三類，即有機整體材料，無機整體材料和有機-無機雜化整體材料。其中無機整體材料是一類具有雙連續結構和雙孔分布的新型材料，由于其獨特的結構特點，在分離、催化等領域中展現出良好的性能。無機整體材料具有良好的機械性能，對有機溶劑耐受強等優點，但其制備過程復雜，周期較長，引入功能基團比較困難，后續的衍生工作也比較繁瑣，需要消耗更多的時間及人力，因而也影響制備重復性。有機-無機雜化整體材料出現較晚，但其結合了有機整體材料和無機整體材料的優點，近年來受到了廣泛關注。鑒于硅骨架具有成形和易修飾等特點，所以現有的有機－無機雜化整體材料主要為硅基的雜化整體材料。但這種硅基的雜化整體材料需要經過多個步驟才能制得，過程仍然比較繁瑣，且對pH值比較敏感，再加上所采用的自由基聚合的速率比較難以控制，所以導致在制備重復性上還存在較大的不足。相比之下，有機整體材料是目前研究最廣泛的一類整體材料，其制備方法簡單，通常是將有機單體、交聯劑、致孔劑等混合均勻，經熱引發或光引發原位自由基聚合或點擊反應，即可得到有機整體材料。由于功能單體的多樣性，制備時可選用不同的單體而獲得不同的選擇性。同時由于其廣泛的耐pH穩定性、良好的生物相容性，通透性及孔徑可通過調整致孔劑的配比來實現，基于這些因素，有機整體材料得到了迅速發展。

目前，自由基聚合(free radical polymerization)是有機整體材料制備中最常采用的聚合方式。自由基聚合是指含有碳碳雙鍵的乙烯基類單體,通過自由基鏈式加成聚合形成聚合物的反應。由于許多單體能進行自由基聚合，還可以在水相介質中進行懸浮和乳液聚合，聚合工藝操作簡便，其重現性好，因而已成為工業生產高分子產品的重要技術。

發明內容

為了簡化有機整體材料的制備步驟，本發明提供了一種高交聯的有機多孔整體材料的制備方法。具體是將含有多個不飽和雙鍵的交聯劑、含有不飽和雙鍵的功能單體、致孔溶劑和光引發劑混合超聲均勻后，利用紫外光引發的自由基聚合反應(free-radical polymerization)快速制備有機多孔整體材料。

本發明采用的技術方案為：

將含有不飽和雙鍵的丙烯酸酯、含有不飽和雙鍵的功能單體和光引發劑溶解在致孔溶劑中，超聲混合均勻并除去溶解氧后，利用自由基聚合反應一步制備出有機多孔整體材料，并根據不同的需求，通過調節單體濃度和致孔劑比例，可以制備出不同性質的有機多孔整體材料。

所述的含有不飽和雙鍵的丙烯酸酯為二季戊四醇戊-/己-丙烯酸(dipentaerythritol penta-/hexa-acrylate,DPEPA)，所述的含有不飽和雙鍵的功能單體為甲基丙烯酸月桂酯(lauryl methacrylate,LMA)。

所述的致孔體系中采用的致孔溶劑為正己醇(hexyl alcohol)和乙二醇(ethylene glycol)混和體系，或正丙醇(n-propanol)和1,4-丁二醇(1,4-butanediol)混和體系，其中正己醇和乙二醇的比例為8:1-5:3(體積比)；正丙醇和1,4-丁二醇的比例為8:1-5:3(體積比)。

本發明所述的制備方法具體過程如下：

1)向紫外透明離心管中加入20-40mg含有不飽和雙鍵的丙烯酸酯；

2)向步驟1)的紫外透明離心管中加入10-40mg含有不飽和雙鍵的功能單體；

3)向步驟1)的紫外透明離心管中加入120～220μL的致孔溶劑；

4)向步驟1)的紫外透明離心管中加入0-1mg的光引發劑2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮(2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone,DMPA)；