[發明專利]一種水溶性偕胺肟基聚合物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910017858.1
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN109734832B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 王東;伍暉;王寧
• 申請（專利權）人: 海南大學;清華大學
• 主分類號: C08F120/44
• 分類號: C08F120/44;C08F8/32;B01J20/26;C02F1/28;B01J20/30;C02F101/20
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 趙蕊紅

本發明公開了一種水溶性偕胺肟基聚合物的制備方法，包括以下步驟：將聚丙烯腈偕胺肟化處理，得到偕胺肟化聚丙烯腈有機溶液；將偕胺肟化聚丙烯腈有機溶液與堿溶液或酸溶液加熱攪拌至溶解，即獲得水溶性的偕胺肟化聚丙烯腈溶液；將獲得水溶性的偕胺肟化聚丙烯腈溶液調節pH值至4～8，使得溶解在水溶液中的偕胺肟化聚丙烯腈析出并沉淀；將沉淀物過濾、干燥，得到水溶性的固狀偕胺肟基聚合物。本發明獲得的固狀水溶性偕胺肟基聚合物更加有利于實際使用過程中的存儲、使用及運輸操作，更加有利于規模化生產，使用其制備偕胺肟功能化水凝膠等復合材料，可用于各種水體中多種重金屬離子的高效吸附，尤其是海水及核工業廢水中鈾的高效吸附。

技術領域

本發明涉及高分子材料制備和改性領域，尤其涉及一種水溶性偕胺肟基聚合物及其制備方法和應用。

背景技術

偕胺肟化合物以其對金屬離子優秀的螯合性能使其在多種重金屬離子的提取回收及含重金屬污水的凈化處理等領域得到了良好的應用，目前已有很多文獻報道偕胺肟化合物在這方面的應用，尤其是在海水中提取鈾的應用更為廣泛。它是通過偕胺肟官能團與鈾酰根離子配位形成絡合物，從而使鈾酰離子從高鹽度和含復雜成分的海水中直接提取分離出來。偕胺肟基作為一個官能團，通過不同的化學方法，可以接入到不同的基質中得到理想的吸附分離材料。按照基質的不同，大致可以分為兩種：單體和聚合物。偕胺肟材料的加工方法：①聚丙烯腈纖維(腈綸)直接胺肟化改性得到；②在含有丙烯腈官能團(或聚丙烯腈鏈段)的材料上做胺肟化改性處理得到含偕胺肟基團的功能材料；③使用聚丙烯腈原料在有機溶劑(如DMF,DMSO,DMAC等)中與羥胺反應進行偕胺肟化處理，對得到的偕胺肟化聚丙烯腈有機溶液進行進一步加工，如紡絲，得到偕胺肟化聚丙烯腈材料。

在本發明人的另一篇發明專利(公開號CN108530566A)里已經介紹了如何把偕胺肟基聚合物轉變為其水溶液，使偕胺肟聚丙烯腈能夠在水溶液中充分溶解，并成均相穩定存在，而且能夠在水相中與其他成分(如水凝膠前驅體)均勻復合制備含偕胺肟基復合材料。但是，很顯然，水溶液不便于實際操作、不便于規模化生產及運輸等，如果能簡單便捷地得到固體粉末狀的“水溶性偕胺肟基聚合物”，那將徹底解決這一材料的使用和量產等相關問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種水溶性的固狀偕胺肟基聚合物及其制備方法，不僅解決了現有研究和技術中偕胺肟聚丙烯腈不溶于水的問題；解決了現有研究和技術中偕胺肟聚丙烯腈難以與水凝膠或其他功能材料均勻復合的問題；而且本發明獲得的固體粉末狀水溶性偕胺肟基聚合物更加有利于實際使用過程中的存儲、使用及運輸操作，更加有利于規模化生產。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種水溶性偕胺肟基聚合物的制備方法，包括以下步驟：

(1)將聚丙烯腈偕胺肟化處理，得到偕胺肟化聚丙烯腈有機溶液；

(2)將偕胺肟化聚丙烯腈有機溶液與堿溶液或酸溶液混合，加熱或常溫攪拌至完全溶解，即獲得水溶性的偕胺肟化聚丙烯腈溶液；

(3)往步驟(2)獲得的水溶性偕胺肟化聚丙烯腈溶液中加入酸性或堿性溶液調節pH值至4～8，使得溶解在水溶液中的偕胺肟化聚丙烯腈析出并沉淀；

(4)將沉淀物過濾、干燥，即得到水溶性的固狀偕胺肟基聚合物。

進一步的：所述步驟(1)中，按重量份比計算，將15～45份鹽酸羥胺加入到含100份N,N-二甲基甲酰胺，或二甲基亞砜，或N,N-二甲基乙酰胺的容器中，攪拌至完全溶解，加入5～30份堿性固體粉末，常溫劇烈攪拌，然后加入10～50份聚丙烯腈原料粉末，密封后在60～90℃恒溫條件下反應，冷卻后高速離心，后收集上清液，得到偕胺肟化聚丙烯腈有機溶液。

進一步的：所述步驟(1)中，堿性固體粉末為氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀或碳酸氫鈉。