一種低溫光聚合誘導相分離法制備多孔交聯聚合物材料的工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于新材料技術領域，具體來說，本發明涉及一種低溫光聚合誘導相分離法制備多孔聚合物材料的方法。
【背景技術】
[0002]多孔聚合物材料廣泛應用作組織工程支架、催化劑載體、分離膜、儲氣材料、離子吸附劑。目前，多孔聚合物材料的制備主要有(I)苯乙烯類超交聯多孔聚合物；(2)自具微孔聚合物；(3)聚苯胺類多孔聚合物；(4)共軛多孔聚合物；(5)基于芳香環偶聯反應的多孔聚合物。以上多孔聚合物材料的制備方法比較復雜或者需采用昂貴的原料，目前只有苯乙烯類超交聯多孔聚合物已實現工業化生產。但是該方法需首先聚合苯乙烯類單體，再將聚合后獲得的苯乙烯類聚合物在溶劑中溶解或溶脹，然后進行超交聯反應，最終獲得苯乙烯類超交聯多孔聚合物。此方法在制備過程中一般需要三步，即，聚合-溶脹(溶解)_超交聯，工藝復雜，能源消耗大。而且可用于工業化生產的苯乙烯類單體非常有限，如果要制備功能性的苯乙烯類超交聯多孔聚合物一般還需采用后改性的方法，進一步增加了生產成本。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于:提供一種低溫光聚合誘導相分離法制備多孔交聯聚合物材料的工藝，該制備工藝的具體步驟為:
[0004]將單體和光引發劑溶于一種高熔點的制孔溶劑中，置于低溫環境下，待制孔溶劑凝固完全后，采用紫外燈照射使單體固化；固化完再采用其它低凝固點的有機試劑將制孔溶劑萃取出來，真空干燥，獲得多孔聚合物材料，
[0005]其中，單體為能進行光聚合反應的單體中的一種或多種混合，單體與制孔溶劑的質量比為1/1-1/20，所述光引發劑與單體的質量比為0.001:1-0.1:1，
[0006]上述高熔點的制孔溶劑為二甲基亞砜、叔丁醇、苯酚和冰醋酸中的一種或幾種的混合；
[0007]上述光引發劑為裂解型光引發劑2959、184、1173、369、973、TPO、奪氫型光引發劑二苯甲酮、硫雜蒽酮配上助引發劑胺；
[0008]上述能進行光聚合反應的單體為二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的一種或多種的混合。
[0009]本發明的制備方法中，多孔交聯聚合物材料的孔隙率，通過改變高熔點的制孔溶劑與單體的質量比，在60% -90%可調；低溫光聚合誘導相分離法制備多孔聚合物材料可作為組織工程支架，催化劑載體、分離膜、儲氣材料、離子吸附劑。
【附圖說明】
[0010]圖1是多孔材料的掃描電鏡圖。
【具體實施方式】
[0011]實施例1
[0012]室溫(25°C)下，將單體季戊四醇四丙烯酸酯，lwt% (相對于單體質量)的光引發劑184溶于制孔溶劑二甲基亞砜中得到混合溶液，單體與制孔溶劑的質量比為1/2 ;
[0013]將上述混合溶液在超聲波清洗儀中超聲lOmin，使充分混合溶解，將溶液轉移到低溫(5°C)環境中，放置一段時間至溶劑完全凝固，保持在該低溫環境下，溶液在紫外燈點光源下固化20min;固化完畢，用甲醇萃取出二甲基亞砜，每次萃取相隔2h，共萃取5次。萃取完，將得到的多孔結構的交聯聚合物真空干燥，得到目標產物。
[0014]實施例2
[0015]室溫(25°C)下，將單體季戊四醇三丙烯酸酯，lwt% (相對于單體質量)的光引發劑1173溶于制孔溶劑二甲基亞砜中得到混合溶液，單體與制孔溶劑的質量比為1/3 ;
[0016]將上述混合溶液在超聲波清洗儀中超聲lOmin，使充分混合溶解，將溶液轉移到低溫(5°C)環境中，放置一段時間至溶劑完全凝固，保持在該低溫環境下，溶液在紫外燈點光源下固化20min ;固化完畢，用二氯甲烷萃取出二甲基亞砜，每次萃取相隔2h，共萃取5次。萃取完，將得到的多孔結構的交聯聚合物真空干燥，得到目標產物。
[0017]實施例3
[0018]室溫(25°C)下，將單體三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，lwt% (相對于單體質量)的光弓丨發劑TPO溶于制孔溶劑二甲基亞砜中得到混合溶液，單體與制孔溶劑的質量比為1/5 ;
[0019]將上述混合溶液在超聲波清洗儀中超聲lOmin，使充分混合溶解，將溶液轉移到低溫(5°C)環境中，放置一段時間至溶劑完全凝固，保持在該低溫環境下，溶液在紫外燈點光源下固化20min;固化完畢，用乙腈萃取出二甲基亞砜，每次萃取相隔2h，共萃取5次。萃取完，將得到的多孔結構的交聯聚合物真空干燥，得到目標產物。產物的掃描電鏡圖如附圖1所示。
[0020]實施例4
[0021]室溫(25°C)下，將單體二丙二醇二丙烯酸酯，lwt% (相對于單體質量)的光引發劑369溶于制孔溶劑叔丁醇中得到混合溶液，單體與制孔溶劑的質量比為1/7 ;
[0022]將上述混合溶液在超聲波清洗儀中超聲lOmin，使充分混合溶解，將溶液轉移到低溫(10°C )環境中，放置一段時間至溶劑完全凝固，保持在該低溫環境下，溶液在紫外燈點光源下固化20min;固化完畢，用四氫呋喃萃取出叔丁醇，每次萃取相隔2h，共萃取5次。萃取完，將得到的多孔結構的交聯聚合物真空干燥，得到目標產物。
[0023]實施例5
[0024]室溫(25°C)下，將單體聚乙二醇二丙烯酸酯，lwt% (相對于單體質量)的光引發劑2959溶于制孔溶劑(苯酚和二甲基亞砜的混合溶劑，體積比1:1)中得到混合溶液，單體與制孔溶劑的質量比為1/10 ;
[0025]將上述混合溶液在超聲波清洗儀中超聲lOmin，使充分混合溶解，將溶液轉移到低溫(5°C)環境中，放置一段時間至溶劑完全凝固，保持在該低溫環境下，溶液在紫外燈點光源下固化20min;固化完畢，用乙醇萃取出混合溶劑，每次萃取相隔2h，共萃取5次。萃取完，將得到的多孔結構的交聯聚合物真空干燥，得到目標產物。
[0026]實施例6
[0027]室溫(25°C)下，將單體三丙二醇二丙烯酸酯，lwt% (相對于單體質量)的光引發劑二苯甲酮和lwt% (相對于單體質量)的助引發劑三乙胺溶于制孔溶劑冰醋酸中得到混合溶液，單體與制孔溶劑的質量比為1/20 ;
[0028]將上述混合溶液在超聲波清洗儀中超聲lOmin，使充分混合溶解，將溶液轉移到低溫(5°C)環境中，放置一段時間至溶劑完全凝固，保持在該低溫環境下，溶液在紫外燈點光源下固化20min;固化完畢，用四氫呋喃萃取出冰醋酸，每次萃取相隔2h，共萃取5次。萃取完，將得到的多孔結構的交聯聚合物真空干燥，得到目標產物。
【主權項】
1.一種低溫光聚合誘導相分離法制備多孔交聯聚合物材料的工藝，其特征在于:所述工藝包括以下步驟， 將單體和光引發劑溶于一種高熔點的制孔溶劑中，置于低溫環境下，待制孔溶劑凝固完全后，采用紫外燈照射使單體固化；固化完再采用其它低凝固點的有機試劑將制孔溶劑萃取出來，真空干燥，獲得多孔聚合物材料， 所述單體為能進行光聚合反應的單體中的一種或多種混合，所述單體與制孔溶劑的質量比為1/1-1/20，所述光引發劑與單體的質量比為0.001:1-0.1:1， 所述高熔點的制孔溶劑為二甲基亞砜、叔丁醇、苯酚和冰醋酸中的一種或幾種的混合。
2.如權利要求1所述的低溫光聚合誘導相分離法制備多孔交聯聚合物材料的工藝，其特征在于:所述光引發劑為裂解型光引發劑2959、184、1173、369、973、TPO、奪氫型光引發劑二苯甲酮、硫雜蒽酮配上助引發劑胺。
3.如權利要求1所述的低溫光聚合誘導相分離法制備多孔交聯聚合物材料的工藝，其特征在于:所述低凝固點的有機試劑為乙醇、甲醇、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氫呋喃、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、石油醚、N，N-二甲基甲酰胺。
4.如權利要求1所述的低溫光聚合誘導相分離法制備多孔交聯聚合物材料的工藝，其特征在于:所述的能進行光聚合反應的單體為二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的一種或多種的混合。
5.如權利要求1所述的低溫光聚合誘導相分離法制備多孔交聯聚合物材料的工藝，其特征在于:所述的多孔交聯聚合物材料的孔隙率，通過改變高熔點的制孔溶劑與單體的質量比，在60% -90%可調。
【專利摘要】本發明提供了一種低溫光聚合誘導相分離法制備丙烯酸酯類多孔交聯聚合物材料的方法，本發明提供的這種材料是使用具有光化學反應活性的單體在自由基光引發劑的引發下，光聚合反應獲得的孔徑尺寸可控，孔隙率可調的多孔聚合物材料，可作為組織工程支架、催化劑載體、分離膜、儲氣材料、離子吸附劑。其制備方法為，將單體和光引發劑溶于一種高熔點的制孔溶劑；在低溫環境下紫外光固化，再分批次用其它低凝固點的有機試劑將制孔溶劑萃取出來，真空干燥，獲得多孔交聯聚合物材料。該方法的特點是原料低廉易得，制備工藝簡單，可根據不同的應用需求靈活選擇單體和溶劑的種類。
【IPC分類】C08F2-48, C08F122-20, C08F122-16, C08F122-14, C08F299-02, C08J9-28
【公開號】CN104628917
【申請號】CN201510039966
【發明人】王克敏, 張楠, 魯玉輝
【申請人】常州大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月26日