[发明专利]窄粒径分布的交联聚苯乙烯树脂微球的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及交联聚苯乙烯树脂微球的制备，尤其是窄粒径分布的交联聚苯乙烯树脂微球的制备方法。所制备的交联聚苯乙烯树脂微球的粒径范围主要为53-350微米。通过控制条件可使微球粒径分布在上述范围内具有可调性。

背景技术

窄粒径分布的交联聚苯乙烯树脂微球是指树脂微球球径较为均匀的交联聚苯乙烯聚合物树脂微球。用这种树脂微球可进一步制备具有离子交换、螯合、吸附功能等的树脂微球。可应用在生物、医药、食品、分析化学、功能材料等领域。

树脂微球的制备方法主要有乳液聚合、分散聚合和悬浮聚合等。粒径范围在20~350 μm聚合物微球是在分析检测、提取分离、催化合成等领域需求增长迅速的材料。但是，目前国内常用的聚合物微球粒径为400~1200 μm，是常规悬浮聚合制备的产物。分散聚合制备出的聚合物微球的粒径一般在1~10 μm，乳液聚合制备出的聚合物微球的粒径一般在1 μm以下。20~350 μm聚合物微球是国内所急需的制备色谱填料和固相萃取柱填料的初级原料，目前国内尚缺少简便有效的制备技术来制备该粒径分布范围内的树脂微球，所应用的固相萃取柱填料和工业制备色谱填料等依赖进口，价格昂贵。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种合成时间短，粒径分布范围在53-350微米且粒径分布窄，产率高，易于工业生产的窄粒径分布的交联聚苯乙烯树脂微球的制备方法。

本发明实现上述目的采用的技术方案是：

一种窄粒径分布的交联聚苯乙烯树脂微球的制备方法，包括如下步骤：

1)        按苯乙烯单体和交联剂的重量比60-90:40-10，将苯乙烯单体、交联剂和致孔剂混合均匀之后，加入引发剂，充分溶解，得A液；

2)        将分散剂和表面活性剂加入水中完全溶解，得B液，B液中分散剂的浓度为2-4 g/L，表面活性剂的浓度为0.1-1.0g/L；

3)        将A液加入到B液中，得混合液，再向混合液中加入醇类溶剂，控制醇类溶剂和混合液的体积比为10-30:90-70，搅拌速度800-1200转/分钟，反应过程中升温到75-85℃，在此温度下保温反应4-5小时，得到含有交联聚苯乙烯树脂微球的反应液；

4)        将含有交联聚苯乙烯树脂微球的反应液倾泻法去除上层清液，收集树脂微球，水洗后再用乙酸乙酯洗脱，得到窄粒径分布的交联聚苯乙烯树脂微球成品。

上述的窄粒径分布的交联聚苯乙烯树脂微球的制备方法，所述的交联剂为二乙烯基苯。

上述的窄粒径分布的交联聚苯乙烯树脂微球的制备方法，所述的致孔剂为甲苯或二甲苯。

上述的窄粒径分布的交联聚苯乙烯树脂微球的制备方法，所述的引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。

上述的窄粒径分布的交联聚苯乙烯树脂微球的制备方法，所述的分散剂为明胶。

上述的窄粒径分布的交联聚苯乙烯树脂微球的制备方法，所述的表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)或脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)。

上述的窄粒径分布的交联聚苯乙烯树脂微球的制备方法，所述的醇类溶剂为乙醇或正丙醇。

本发明的反应过程如下：

 本发明主要采用改进的悬浮聚合法，为了有效地控制树脂微球的粒径分布，除使用分散剂之外，还配合使用表面活性剂和醇类溶剂。

本发明的有益效果是：

1.        本发明提供的交联聚苯乙烯树脂微球的制备方法，采用大分子水溶分散剂明胶和表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)或脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)，有效提高了树脂微球的产率，产率可达94 %。

2.        本发明提供的交联聚苯乙烯树脂微球的制备方法，所用的廉价和无毒性的分散剂、表面活性剂及溶剂，有利于工业生产。

3.        本发明提供的交联聚苯乙烯树脂微球的制备方法，制备出的窄粒径分布的聚苯乙烯树脂微球粒径均匀，其粒径分布范围在53-350微米，并且在此范围内可调，树脂微球圆球率在95%以上，具有优良的特性，使用方便。

4.        本发明提供的交联聚苯乙烯树脂微球的制备方法，采用醇类和水的混合溶剂，同样有效提高了树脂微球的产率。

5.        本发明提供的交联聚苯乙烯树脂微球的制备方法，方法简单，采用一次升温加热，操作简便。