[發(fā)明專利]一種聚苯乙烯多孔微球的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810094413.9
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108047364B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設計）人: 汪謨貞;陳鳳;葛學武
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C08F112/08
• 分類號: C08F112/08;C08F2/46;B01J13/14
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 王洋;趙青朵

本發(fā)明提供了一種聚苯乙烯多孔微球的制備方法，包括：A)將苯乙烯、乳化劑和水混合，得到混合乳液；B)將混合乳液在?40℃以下冷凍，得到凍乳液；將凍乳液在冰點以下采用鈷60源輻照引發(fā)反應，得到輻照后的乳液；C)將輻照后的乳液解凍、分離得到聚苯乙烯多孔微球。本發(fā)明將常溫下苯乙烯乳液體系在?40℃以下冷凍，在冰點以下，用⁶⁰Coγ射線輻射引發(fā)苯乙烯聚合，得到微米級多孔聚苯乙烯微球。同已有的高分子多孔材料制備方法相比，本發(fā)明具有配方簡單，易于操作，高效節(jié)能和環(huán)境友好的特點，同時制備得到的聚苯乙烯微球粒徑范圍較寬。

技術領域

本發(fā)明涉及高分子材料制備技術領域，尤其是涉及一種聚苯乙烯多孔微球的制備方法。

背景技術

高分子多孔微球是指表面或者內(nèi)部具有多孔結構的聚合物微球，相對于傳統(tǒng)的中空微球內(nèi)部單一的空腔，其蜂窩狀的內(nèi)部結構，在提供高比表面積的同時，也能進一步降低微球的密度。因此高分子多孔微球在表面科學相關的領域中，如吸附分離、催化劑負載、離子交換、傳感器、太陽能電池等諸多領域具有廣泛的應用(Tan L,Tan B.Chemical SocietyReviews,2017,46,3322-3356；Yang XY,Chen LH,Li Y,Rooke JC,Sanchez C,SuBL.Chemical Society Reviews,2017,46,481-558.)。高分子多孔微球的合成方法主要包括懸浮聚合、分散聚合、沉淀聚合、多步乳液聚合以及微流體聚合等(Gokmen TM,Du PrezFE.Progress in Polymer Science,2012,37,365-405.)。無論哪種制備方法均需向乳液體系中添加引發(fā)劑及致孔劑。常用的致孔劑可以為氣體、揮發(fā)性溶劑、水及固體粒子等。當以甲苯等揮發(fā)性溶劑作為致孔劑時，需將甲苯和聚合單體混溶，再加入引發(fā)劑引發(fā)單體聚合，所得產(chǎn)物需經(jīng)一系列提純操作除去體系中的致孔劑，繁瑣的同時也帶來了環(huán)境污染(Santora BP,GagnéMR,Moloy KG,Radu NS.Macromolecules,2001,34,658-661.)。當以水為致孔劑制備微米級籠空狀聚合物微球時，雖無需加入引發(fā)劑，但需先在聚合物基體上引入親水基團，例如將聚苯乙烯微球(PS)磺化，同時還需加入溶脹劑(單體或有機溶劑)使磺化聚苯乙烯(SPS)基體溶脹，最終才能形成多孔微球(HeXD,Ge XW,Liu HR,Wang MZ,ZhangZC.Chemistry of Materials,2005,17,5891-5892；Yuan Q,Yang LB,Wang MZ,Wang H,GeXP,Ge XW.Langmuir,2009,25,2729-2735.)。當以無機納米粒子為硬模板，例如SiO₂微球，制備多孔聚合物微球時，則需在無機模板粒子表面進行特定的官能團修飾，使聚合物包裹其上，最后還需要去除這些硬模板(Banerjee S,Paira TK,Kotal A,Mandal TK.AdvancedFunctional Materials,2012,22,4751-4762.)。上述制備方法操作復雜，致孔劑及引發(fā)劑的加入也為后續(xù)聚合物多孔微球的分離提純帶來困難，因此需要提出一種無需在乳液體系中加入引發(fā)劑和致孔劑，直接合成多孔聚苯乙烯微球的方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種聚苯乙烯多孔微球的制備方法，本發(fā)明提供的聚苯乙烯多孔微球的制備方法簡單、具有多孔結構并且粒徑范圍較寬。

本發(fā)明提供了一種聚苯乙烯多孔微球的制備方法，包括：

A)將苯乙烯、乳化劑和水混合，得到混合乳液；

B)將混合乳液冷凍，得到凍乳液；將凍乳液采用鈷60源輻照引發(fā)反應，得到輻照后的乳液；所述冷凍溫度為-40℃以下；所述鈷源輻照時體系溫度為-5℃～-30℃；

C)將輻照后的乳液解凍、分離得到聚苯乙烯多孔微球。

優(yōu)選的，步驟B)所述冷凍為置于液氮中冷凍。