[发明专利]含有季铵基和水杨醛的丙烯腈共聚物多孔树脂球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烯腈共聚物多孔树脂球，特别涉及侧链载有季铵基和水杨醛的丙烯腈共聚物多孔树脂球，属于功能高分子材料领域。

技术背景

螯合树脂已经成为分析、分离、富集有机物或金属离子可靠而有效的方法，具有富集因数高、提取速度快、仪器简单、操作简便、溶剂用量少、易与分析仪器联用等特点，是目前分离学科与技术中最简捷、高效、灵活的一种手段。水杨醛是一种具有多种化学反应特性的简单化合物，既可以作为螯合配体应用于金属离子的化学分析，也可以与含氮有机物和活泼亚甲基化合物等进行缩合反应，缩合反应产物是用于容量分析、物质分离、荧光检测、光电发光、催化反应等领域的重要物质。为了进一步寻找将水杨醛引入聚合物高分子链中的方法易行化、技术简单化、原料低廉化、制备清洁化，本发明提供一种含有季铵基和水杨醛的丙烯腈共聚物多孔树脂球。

发明内容

本发明提供一种含有季铵基和水杨醛的丙烯腈共聚物多孔树脂球，具有通式(I)所示化学结构：

通式(I)中指的是丙烯腈和第二烯烃单体以及交联剂共聚而成的丙烯腈共聚物树脂球，R₁和R₂分别选取C₁～C₈取代或未取代的烷基。

通式(I)含有季铵基和水杨醛的丙烯腈共聚物树脂球的制备步骤：

步骤一：悬浮聚合制丙烯腈共聚物多孔树脂球

将丙烯腈、第二烯烃单体、交联剂、引发剂和致孔剂以质量比100∶30～300∶20～50∶0.05～5∶100～500的比例混合均匀制成单体混合液备用。在聚合釜中加入相对单体混合液质量3～10倍的去离子水和相对单体混合液质量0.1～2.0％的分散剂，搅拌溶化，加入所述的单体混合液，通入氮气，升温70～80℃引发聚合反应，0.5～2小时后升温90～110℃，保温反应2～20小时，降温至40℃，过滤，制得表面含有氰基的丙烯腈共聚物多孔树脂球。

其中所述的第二烯烃单体选自苯乙烯、甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、氯乙烯、丙烯或醋酸乙烯酯中的一种或两种以上，所述的交联剂选自二乙烯基苯、丁二烯、2-甲基丁二烯、2-氰基丁二烯、2-氯丁二烯、环戊二烯或二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或两种以上，所述的引发剂指的是过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈，所述的致孔剂指的是甲苯、液体石蜡、正辛烷或石油醚(沸程＝90～120℃)，所述的分散剂指的是聚乙烯醇、明胶或羧甲基纤维素。

步骤二：醇解反应制叔胺基丙烯腈共聚物多孔树脂球

将步骤一制得的表面含有氰基的丙烯腈共聚物多孔树脂球溶胀在有机溶剂中，加入N，N-二烷基乙醇胺和质量百分数为30％的氢氧化钠水溶液作为催化剂，控温60～110℃，搅拌反应20～200小时完成醇解反应，制成如通式(II)所示含有叔胺基的丙烯腈共聚物多孔树脂球，见反应式①：

其中步骤二中所述的N，N-二烷基乙醇胺中的烷基指的是C₁～C₈取代或未取代的烷基，N，N-二烷基乙醇胺的用量是丙烯腈共聚物多孔树脂球质量的0.5～10倍，所述的氢氧化钠水溶液用量是所述丙烯腈共聚物多孔树脂球质量的0.1～5倍，所述的有机溶剂指的是四氢呋喃、1，4-二氧六环、乙二醇二甲醚或乙二醇二乙醚，有机溶剂的用量是丙烯腈共聚物多孔树脂球质量的1～10倍。

步骤三：通式(I)含有季铵基和水杨醛的丙烯腈共聚物多孔树脂球的制备

称取5-氯甲基水杨醛溶解在有机溶剂中，加入通式(II)丙烯腈共聚物多孔树脂球，控温20～90℃，搅拌反应20～200小时，制成通式(I)所示结构的含有季铵基和水杨醛的丙烯腈共聚物多孔树脂球，见反应式②：

其中反应式②中的R₁和R₂分别选取C₁～C₈取代或未取代的烷基，步骤三中所述的有机溶剂指的是四氢呋喃、1，4-二氧六环、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙酸乙酯、乙腈、丙酮或丁酮，有机溶剂的用量是所述通式(II)丙烯腈共聚物多孔树脂球质量的1～10倍，所述的5-氯甲基水杨醛用量是所述通式(II)丙烯腈共聚物多孔树脂球质量的0.5～5倍。