[發明專利]離子液體以及以其為溶劑制備芳香族聚合物微球的方法

在審

• 申請號: 201510430432.0
• 申請日: 2015-07-21
• 公開（公告）號: CN105001635A
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 萬錒俊;趙婷婷
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C08L77/10
• 分類號: C08L77/10;C08L79/04;C08J3/16;C08J9/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本發明涉及芳香族聚合物微球的制備方法，特別涉及制備芳香族聚合物微球過程中的溶劑。

背景技術

芳香族聚合物具有高強度、高模量、耐高溫的特性，是國防軍工和特種工業的重要材料。芳香族聚合物屬于剛性棒狀高分子，大分子間內聚能較大，難于溶解，僅能在強酸或極性很強的有機溶劑中溶解。美國專利3767756和5296185分別公開了聚對苯二甲酰對苯二胺和聚對苯撐苯并雙噁唑在強酸中溶解和紡絲成形方法。然而強酸有很大的腐蝕性，給工業生產的設備和操作帶來很多不便，同時溶解時容易造成大分子的降解；而采用傳統的有機溶劑，一方面有機溶劑的揮發性對環境和操作人員造成很大危害，回收利用成本較高，另一方面為了提高芳香族聚合物在有機溶劑中的溶解性，往往需要在有機溶劑中添加無極物如LiCl，而LiCl的加入同樣容易引起大分子的降解。室溫離子液體是近年來興起的一類綠色溶劑，具有不易揮發、穩定性好、熔點范圍寬、溶解范圍廣、易分離回收等優點，近年來多方面的深入研究解決了其對空氣和水不穩定的問題，從而廣泛應用于電化學、化工分離、化學反應等領域。中國專利CN1706996A公開了離子液體和采用該離子液體制備全芳香族合成纖維的方法。

高分子微球是指粒徑在納米級至微米級，形狀為球形或其他幾何體的高分子材料。微球因其特殊尺寸和特殊結構在許多重要領域起到了特殊而關鍵的作用，不同粒徑和形貌的微球具有不同的功能和用途。高分子微球主要有以下幾個功能：微存儲器、微反應器、微分離器和微結構單元，它們的應用幾乎涉及到所有領域，從一般工業應用到高尖端領域，如生物化學領域、醫療和醫藥領域、電子信息領域等。

本發明以離子液體為溶劑，采用反相懸浮法制備芳香族聚合物微球。芳香族聚合物溶液和芳香族聚合物微球的制備過程都是物理過程，未發生化學反應。制備工藝簡單，對設備要求較低，所用離子液體可回收重復使用，是一種環境友好的新工藝。所制備的芳香族聚合物微球具有較好的機械性能和良好的熱穩定性，具有合適的粒徑及粒徑分布。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種離子液體以及以其為溶劑制備芳香族聚合物微球的方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種離子液體，由陽離子和陰離子組成，其特征在于，所述的陽離子為取代基是氫，C1-C6的烷基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、羥乙基、羥丙基中的一種或一種以上的烷基季銨離子、烷基季磷離子、烷基咪唑離子或烷基吡啶離子；所述的陰離子為鹵素離子、BF₄^-、PF₄^-、SCN^-、CN^-、OCN^-、CNO^-、CF₃SO₃^-、CF₃COO^-、(CF₃SO₂)₂N^-或(CF₃SO₂)₂Cl^-中的一種。

一種離子液體為溶劑制備芳香族聚合物微球的方法，其特征在于，以離子液體為溶劑，采用反相懸浮法制備芳香族聚合物微球，具體包括以下步驟：

(1)芳香族聚合物溶液的制備：在20～40℃的溫度下，將芳香族聚合物按質量體積比為1:20～50g/mL加入到離子液體中，先溶脹0.5～2h，然后于60～120℃下攪拌溶解4～10h，使芳香族聚合物完全溶解，得到芳香族聚合物溶液；

(2)反相懸浮：在60～100℃溫度下，加入油相和乳化劑，芳香族聚合物溶液與油相的體積比為1:3～6，乳化劑與油相的體積比為1:40～100，在300～900r/min的轉速下攪拌10～30min，形成反相懸浮體系；

(3)程序降溫：調節溫度，使反相懸浮體系以0.5℃/min的速度降溫至25～50℃，芳香族聚合物溶液凝結成液滴；

(4)微球的固化：加入固化劑，芳香族聚合物溶液與固化劑的體積比為1:2～3，加完固化劑后降低轉速，繼續攪拌10～30min，芳香族聚合物溶液液滴固化，形成芳香族聚合物微球；

(5)洗滌：溫度降至室溫，將微球從反應液中過濾出來，用1～2陪體積的去離子水洗滌3～6次，然后將微球浸泡在去離子水中48h后即可得到芳香族聚合物微球。