[发明专利]一种无孔弱阳离子交换树脂的制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于离子交换树脂制备领域，具体地说，涉及一种无孔弱阳离子交换树脂的制备方法和应用。

背景技术

高效液相色谱法从上世纪70年代后发展最快的分析化学分子学科之一，现已成为生化、医学、化学化工、食品卫生、环保监测、商检和法检等领域最常用的分离分析手段。作为一种分离方法，其分离的核心是色谱柱的填料。离子交换填料可分为有孔填料和无孔填料，与有孔填料相比，无孔填料具有最大传质和最小横向扩撒的优点，因此可使样品得到更快速、高效的分离。而有一定交联度的高分子基质填料，具有更好的化学和热稳定性、灵活的化学修饰和良好的生物相容性，且具有生物活性物质的分离分析方面具有独特的优势，一直是色谱填料研究的热点。

用于制备无孔交联高分子微球的方法主要有悬浮聚合法、溶胀聚合法和沉淀聚合法。悬浮聚合法具有工艺简单、易于规模化生产等优点，但此法制备的微球粒径较大、粒径分布过宽，难以直接用做色谱固定相填料，沉淀聚合法具有聚合工艺简单、制备的微球粒径均匀和表面洁净等优点，但该方法存在产率低，交联剂限于二乙烯基苯其成本较高等缺点。溶胀聚合法制备的微球粒径均一、孔结构可控，可以直接用做色谱固定相填料，因而目前用溶胀聚合法制备微球受到较多关注。

现有的溶胀聚合技术须先采用无皂乳液聚合或分散聚合法制备粒径单分散的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸缩水甘油酯微球，然后以其为种子实现聚合单体在种子里的溶胀吸附，然后加热聚合，常常还需要将种子采用溶剂加以提取。现有的种子溶胀聚合法制备繁琐，涉及种子的制备、种子的溶胀、种子的聚合和种子的提取等过个步骤。如公开号为CN1785526A，名称为无孔单分散聚合物弱阳离子交换树脂及其制备方法和用途的专利中，建立了一步种子分散聚合制备小颗粒种子到“一步种子溶胀聚合法”制备无孔单分散亲水性的交联聚甲基丙烯酸环氧丙酯微球的方法，该方法与原始的“二步种子溶胀聚合法”比较，把两步种子溶胀聚合过程简化为“一步种子溶胀聚合”，有了较大的进步，但制备过程仍然繁琐。且原有的溶胀聚合法在溶胀过程中需添加种子，在完全溶胀后种子难以完全除尽从而具有难以规模化生产的缺点。

发明内容

本发明克服现有制备径粒微米级交联高分子微球聚合方法具有的步骤繁琐、难以工业化生产等缺点，提供一种无孔弱阳离子交换树脂的制备方法和应用，该方法是一种新的溶胀聚合方法即自溶胀聚合法，该方法在制备交联高分子微球的过程工艺简单、无需进行繁琐的种子制备等多个步骤、且具有可大规模产业化生产、反应产率高、生物相容性好等优点；用该方法所制备的无孔弱阳离子交换树脂可用于生物大分子的分离提纯或分析，具有很高的分离效能。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种无孔弱阳离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤：（1）采用自溶胀聚合法制备交联高分子微球，自溶胀聚合法的具体步骤为：将交联剂单体、功能单体和引发剂组成的油相分散在水相中形成水包油的乳液，油相间经过自溶涨后再通过引发聚合制得交联高分子微球；（2）将（1）中所制得的交联高分子微球经过化学修饰后获得弱阳性离子交换树脂。交联单体、功能单体和引发剂种类很多，可以任意选择一个交联剂单体、一个功能单体和一个引发剂组成油相。水相可由单纯的水分子构成，也可以由含有水的溶剂构成。油相分散在水相中形成水包油的乳液，通过对乳液进行搅拌或震动，利用水包油的结构不稳定特性实现乳液中的油相相互碰撞而发生油相间的自溶胀，最后引发聚合得微米级功能微球。制得的交联高分子微球经过化学修饰后获得弱阳性离子交换树脂。

目前用种子溶胀聚合法制备离子交换树脂步骤繁琐，涉及种子的制备、种子的溶胀、种子的聚合和种子的提取等过个步骤。在制备微球后对微球进行改性过程中如不提取种子，难保种子在后续化学改性反应中不溶解而导致种子流失。本制备离子交换树脂方法即自溶胀聚合法与目前所用制备离子交换柱的溶胀聚合法不同在于，省略有关种子的制备等一系列步骤，可直接利用有机相间的自溶涨和聚合，即可方便快捷的制备径粒微米级的无孔交联高分子微球，溶胀过程中不需要添加种子，聚合后不需对种子进行提取。本方法中在油相聚合溶胀过程中无需加入其它溶剂，所制备的微球为无孔微球。该方法具有可大规模产业化生产、反应产率高、生物相容性好等优点。在目前的溶胀聚合法中对所制得微球的化学修饰或化学改性过程中仍需要提取种子，本发明中的方法对制得微球的化学修饰或化学改性过程中无需提取种子。