一种低温光聚合诱导相分离法制备多孔交联聚合物材料的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于新材料技术领域，具体来说，本发明涉及一种低温光聚合诱导相分离法制备多孔聚合物材料的方法。
【背景技术】
[0002]多孔聚合物材料广泛应用作组织工程支架、催化剂载体、分离膜、储气材料、离子吸附剂。目前，多孔聚合物材料的制备主要有(I)苯乙烯类超交联多孔聚合物；(2)自具微孔聚合物；(3)聚苯胺类多孔聚合物；(4)共轭多孔聚合物；(5)基于芳香环偶联反应的多孔聚合物。以上多孔聚合物材料的制备方法比较复杂或者需采用昂贵的原料，目前只有苯乙烯类超交联多孔聚合物已实现工业化生产。但是该方法需首先聚合苯乙烯类单体，再将聚合后获得的苯乙烯类聚合物在溶剂中溶解或溶胀，然后进行超交联反应，最终获得苯乙烯类超交联多孔聚合物。此方法在制备过程中一般需要三步，即，聚合-溶胀(溶解)_超交联，工艺复杂，能源消耗大。而且可用于工业化生产的苯乙烯类单体非常有限，如果要制备功能性的苯乙烯类超交联多孔聚合物一般还需采用后改性的方法，进一步增加了生产成本。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于:提供一种低温光聚合诱导相分离法制备多孔交联聚合物材料的工艺，该制备工艺的具体步骤为:
[0004]将单体和光引发剂溶于一种高熔点的制孔溶剂中，置于低温环境下，待制孔溶剂凝固完全后，采用紫外灯照射使单体固化；固化完再采用其它低凝固点的有机试剂将制孔溶剂萃取出来，真空干燥，获得多孔聚合物材料，
[0005]其中，单体为能进行光聚合反应的单体中的一种或多种混合，单体与制孔溶剂的质量比为1/1-1/20，所述光引发剂与单体的质量比为0.001:1-0.1:1，
[0006]上述高熔点的制孔溶剂为二甲基亚砜、叔丁醇、苯酚和冰醋酸中的一种或几种的混合；
[0007]上述光引发剂为裂解型光引发剂2959、184、1173、369、973、TPO、夺氢型光引发剂二苯甲酮、硫杂蒽酮配上助引发剂胺；
[0008]上述能进行光聚合反应的单体为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、三羟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种或多种的混合。
[0009]本发明的制备方法中，多孔交联聚合物材料的孔隙率，通过改变高熔点的制孔溶剂与单体的质量比，在60% -90%可调；低温光聚合诱导相分离法制备多孔聚合物材料可作为组织工程支架，催化剂载体、分离膜、储气材料、离子吸附剂。
【附图说明】
[0010]图1是多孔材料的扫描电镜图。
【具体实施方式】
[0011]实施例1
[0012]室温(25°C)下，将单体季戊四醇四丙烯酸酯，lwt% (相对于单体质量)的光引发剂184溶于制孔溶剂二甲基亚砜中得到混合溶液，单体与制孔溶剂的质量比为1/2 ;
[0013]将上述混合溶液在超声波清洗仪中超声lOmin，使充分混合溶解，将溶液转移到低温(5°C)环境中，放置一段时间至溶剂完全凝固，保持在该低温环境下，溶液在紫外灯点光源下固化20min;固化完毕，用甲醇萃取出二甲基亚砜，每次萃取相隔2h，共萃取5次。萃取完，将得到的多孔结构的交联聚合物真空干燥，得到目标产物。
[0014]实施例2
[0015]室温(25°C)下，将单体季戊四醇三丙烯酸酯，lwt% (相对于单体质量)的光引发剂1173溶于制孔溶剂二甲基亚砜中得到混合溶液，单体与制孔溶剂的质量比为1/3 ;
[0016]将上述混合溶液在超声波清洗仪中超声lOmin，使充分混合溶解，将溶液转移到低温(5°C)环境中，放置一段时间至溶剂完全凝固，保持在该低温环境下，溶液在紫外灯点光源下固化20min ;固化完毕，用二氯甲烷萃取出二甲基亚砜，每次萃取相隔2h，共萃取5次。萃取完，将得到的多孔结构的交联聚合物真空干燥，得到目标产物。
[0017]实施例3
[0018]室温(25°C)下，将单体三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，lwt% (相对于单体质量)的光弓丨发剂TPO溶于制孔溶剂二甲基亚砜中得到混合溶液，单体与制孔溶剂的质量比为1/5 ;
[0019]将上述混合溶液在超声波清洗仪中超声lOmin，使充分混合溶解，将溶液转移到低温(5°C)环境中，放置一段时间至溶剂完全凝固，保持在该低温环境下，溶液在紫外灯点光源下固化20min;固化完毕，用乙腈萃取出二甲基亚砜，每次萃取相隔2h，共萃取5次。萃取完，将得到的多孔结构的交联聚合物真空干燥，得到目标产物。产物的扫描电镜图如附图1所示。
[0020]实施例4
[0021]室温(25°C)下，将单体二丙二醇二丙烯酸酯，lwt% (相对于单体质量)的光引发剂369溶于制孔溶剂叔丁醇中得到混合溶液，单体与制孔溶剂的质量比为1/7 ;
[0022]将上述混合溶液在超声波清洗仪中超声lOmin，使充分混合溶解，将溶液转移到低温(10°C )环境中，放置一段时间至溶剂完全凝固，保持在该低温环境下，溶液在紫外灯点光源下固化20min;固化完毕，用四氢呋喃萃取出叔丁醇，每次萃取相隔2h，共萃取5次。萃取完，将得到的多孔结构的交联聚合物真空干燥，得到目标产物。
[0023]实施例5
[0024]室温(25°C)下，将单体聚乙二醇二丙烯酸酯，lwt% (相对于单体质量)的光引发剂2959溶于制孔溶剂(苯酚和二甲基亚砜的混合溶剂，体积比1:1)中得到混合溶液，单体与制孔溶剂的质量比为1/10 ;
[0025]将上述混合溶液在超声波清洗仪中超声lOmin，使充分混合溶解，将溶液转移到低温(5°C)环境中，放置一段时间至溶剂完全凝固，保持在该低温环境下，溶液在紫外灯点光源下固化20min;固化完毕，用乙醇萃取出混合溶剂，每次萃取相隔2h，共萃取5次。萃取完，将得到的多孔结构的交联聚合物真空干燥，得到目标产物。
[0026]实施例6
[0027]室温(25°C)下，将单体三丙二醇二丙烯酸酯，lwt% (相对于单体质量)的光引发剂二苯甲酮和lwt% (相对于单体质量)的助引发剂三乙胺溶于制孔溶剂冰醋酸中得到混合溶液，单体与制孔溶剂的质量比为1/20 ;
[0028]将上述混合溶液在超声波清洗仪中超声lOmin，使充分混合溶解，将溶液转移到低温(5°C)环境中，放置一段时间至溶剂完全凝固，保持在该低温环境下，溶液在紫外灯点光源下固化20min;固化完毕，用四氢呋喃萃取出冰醋酸，每次萃取相隔2h，共萃取5次。萃取完，将得到的多孔结构的交联聚合物真空干燥，得到目标产物。
【主权项】
1.一种低温光聚合诱导相分离法制备多孔交联聚合物材料的工艺，其特征在于:所述工艺包括以下步骤， 将单体和光引发剂溶于一种高熔点的制孔溶剂中，置于低温环境下，待制孔溶剂凝固完全后，采用紫外灯照射使单体固化；固化完再采用其它低凝固点的有机试剂将制孔溶剂萃取出来，真空干燥，获得多孔聚合物材料， 所述单体为能进行光聚合反应的单体中的一种或多种混合，所述单体与制孔溶剂的质量比为1/1-1/20，所述光引发剂与单体的质量比为0.001:1-0.1:1， 所述高熔点的制孔溶剂为二甲基亚砜、叔丁醇、苯酚和冰醋酸中的一种或几种的混合。
2.如权利要求1所述的低温光聚合诱导相分离法制备多孔交联聚合物材料的工艺，其特征在于:所述光引发剂为裂解型光引发剂2959、184、1173、369、973、TPO、夺氢型光引发剂二苯甲酮、硫杂蒽酮配上助引发剂胺。
3.如权利要求1所述的低温光聚合诱导相分离法制备多孔交联聚合物材料的工艺，其特征在于:所述低凝固点的有机试剂为乙醇、甲醇、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、石油醚、N，N-二甲基甲酰胺。
4.如权利要求1所述的低温光聚合诱导相分离法制备多孔交联聚合物材料的工艺，其特征在于:所述的能进行光聚合反应的单体为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、三羟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种或多种的混合。
5.如权利要求1所述的低温光聚合诱导相分离法制备多孔交联聚合物材料的工艺，其特征在于:所述的多孔交联聚合物材料的孔隙率，通过改变高熔点的制孔溶剂与单体的质量比，在60% -90%可调。
【专利摘要】本发明提供了一种低温光聚合诱导相分离法制备丙烯酸酯类多孔交联聚合物材料的方法，本发明提供的这种材料是使用具有光化学反应活性的单体在自由基光引发剂的引发下，光聚合反应获得的孔径尺寸可控，孔隙率可调的多孔聚合物材料，可作为组织工程支架、催化剂载体、分离膜、储气材料、离子吸附剂。其制备方法为，将单体和光引发剂溶于一种高熔点的制孔溶剂；在低温环境下紫外光固化，再分批次用其它低凝固点的有机试剂将制孔溶剂萃取出来，真空干燥，获得多孔交联聚合物材料。该方法的特点是原料低廉易得，制备工艺简单，可根据不同的应用需求灵活选择单体和溶剂的种类。
【IPC分类】C08F2-48, C08F122-20, C08F122-16, C08F122-14, C08F299-02, C08J9-28
【公开号】CN104628917
【申请号】CN201510039966
【发明人】王克敏, 张楠, 鲁玉辉
【申请人】常州大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月26日