[发明专利]表面接枝型阴离子色谱固定相的制备方法

权利要求书

1. 一种表面接枝型阴离子色谱固定相的制备方法，其特征是：以聚苯乙烯-二乙烯基苯-甲基丙烯酸缩水甘油酯为基质，采用分散聚合法制备得到单分散的线性聚苯乙烯微球种子，将种子活化后，采用单步种子溶胀法，合成聚苯乙烯-二乙烯基苯-甲基丙烯酸缩水甘油酯微球，抽提除去致孔剂；采用多步合成法，以甲胺和1,4-丁二醇二缩水甘油醚为原料，在制得的聚苯乙烯-二乙烯基苯-甲基丙烯酸缩水甘油酯微球表面引入大量带正电荷的季铵基作为阴离子交换功能基团；用匀浆法装柱，具体制备步骤为：

a. 采用分散聚合法合成单分散的线性聚苯乙烯微球种子

以苯乙烯为单体，聚乙烯吡咯烷酮作为稳定剂，偶氮二异丁腈为引发剂，在乙醇和水的混合反应介质中通过自由基聚合生成单分散的线性聚苯乙烯微球种子，种子粒径在1~3μm之间，粒径均匀，无需分级；

b. 采用单步种子溶胀法合成聚苯乙烯-二乙烯基苯-甲基丙烯酸缩水甘油酯微球

将邻苯二甲酸二丁酯与合成的单分散线性聚苯乙烯微球混合使种子活化，搅拌均匀后加入单体苯乙烯，单体甲基丙烯酸缩水甘油酯，交联剂二乙烯基苯，乳化剂十二烷基硫酸钠，稳定剂聚乙烯醇，引发剂过氧化苯甲酰和致孔剂甲苯进行溶胀；而后加热引发反应使单体聚合，制备得到单分散的聚苯乙烯-二乙烯基苯-甲基丙烯酸缩水甘油酯微球；聚合物微球采用去离子水、乙醇清洗，烘干后需经过甲苯抽提除去乳化剂、稳定剂；

c. 采用多步合成法修饰聚苯乙烯-二乙烯基苯-甲基丙烯酸缩水甘油酯微球

    将胺基化试剂甲胺与合成的聚苯乙烯-二乙烯基苯-甲基丙烯酸缩水甘油酯微球充分混合，然后加热引发反应；随后用去离子水清洗微球，加入季铵化试剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚，然后加热引发反应；重复以上胺基化与季铵化的步骤，通过调节重复的次数可改变表面带电有机物的层数，从而控制色谱填料的离子交换容量；用去离子水清洗，匀浆法装柱。

2. 根据权利要求1所述的表面接枝型阴离子色谱填料的制备方法，其特征是：所述的步骤（a）中，单体苯乙烯的质量m为总质量m的5~30%，稳定剂聚乙烯吡咯烷酮的质量m为反应介质体积v的0.5~4%，引发剂偶氮二异丁腈的质量m为单体质量m的1~5%，反应介质为乙醇水溶液，体积v浓度为75~100%，反应温度为40~85℃，搅拌速度在100~400转/分钟，反应时间为8~24小时。

3. 根据权利要求1所述的表面接枝型阴离子色谱填料的制备方法，其特征是：所述的步骤（b）中，单体苯乙烯质量m为总有机相质量m的10~20%，单体甲基丙烯酸缩水甘油酯质量m为总有机相质量m的2~4%，通过调节交联剂二乙烯基苯的用量使复合微球的交联度质量m浓度变化范围为10~75%，乳化剂十二烷基硫酸钠质量m占总有机相质量m的2~4%，稳定剂聚乙烯  醇质量m为总质量m的0.5~5%，引发剂过氧化苯甲酰质量m为单体质量m的0.4~1.5%，致孔剂甲苯质量m为总有机相质量m的20~70%，溶胀比为10~70倍，乳化温度为20~35℃，反应温度60~85℃，搅拌速度100~300转/分钟，反应时间12~48小时，合成的聚苯乙烯-二乙烯基苯-甲基丙烯酸缩水甘油酯基球的粒径分布很窄粒径范围在6-8μm之间，所合成的基球均匀高，无需进行分级和筛分。

4. 根据权利要求3所述的表面接枝型阴离子色谱填料的制备方法，其特征是：所述的基球的粒度是通过致孔剂或交联剂或分散稳定剂溶度或溶胀温度或反应温度或引发剂浓度或溶胀比的选择来控制的。

5. 根据权利要求1所述的表面接枝型阴离子色谱填料的制备方法，其特征是：所述的步骤（c）中，以甲胺及1,4-丁二醇二缩水甘油醚为反应原料，胺基化试剂甲胺的体积v浓度为4~10%，季铵化试剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚的体积v浓度为10~30%，交替重复胺基化与季铵化的步骤，通过调节重复的次数可改变表面带电有机物的层数，从而控制色谱填料的离子交换容量。

6. 根据权利要求1或2或3或4或5所述的表面接枝型阴离子色谱填料的制备方法，其特征是：所制备得到的表面接枝型色谱柱能够长期稳定地应用于离子交换色谱，较好地实现F^-，Cl^-，NO₂^-，Br^-，NO₃^-，SO₄^2-，PO₄^3-的分离，各离子尤其是氟离子能够与水负峰得到很好的分离。