[发明专利]新型疏水性聚苯乙烯树脂的合成与制备

说明书

技术领域

本发明属于功能高分子领域。具体涉及两种新型疏水性聚苯乙烯树脂的合成与制备：聚苯乙烯-胺基多环芳烃树脂和聚苯乙烯-乙酰基多环芳烃树脂。

背景技术

聚苯乙烯树脂作为一种吸附材料，因为其本身为两亲性材料，所以限制了其在水环境中吸附性能的应用。表面功能化的强疏水性聚苯乙烯树脂可以应用于生物化学、医学、药物学、分析化学和临床检验学等许多领域。目前，已有文献报道了带有羧基、羟基、胺基、乙烯基、偶氮基等不同功能基团的强疏水性聚苯乙烯树脂的制备方法。这些表面功能化的强疏水性聚合物微球可以应用于复合疏水性涂层材料和吸附疏水性物质。王辰伟等(王辰伟，张倩，李艳星，等.PS-b-PDMS/环氧树脂制备疏水性环氧涂层的性能[J].高分子材料科学与工程，2010，26(3)：149-152)将聚苯乙烯-b-聚二甲基硅氧烷(PS-b-PDMS)嵌段共聚物与环氧树脂共混，并制备改性环氧涂层，降低其表面能，使其具有较强的疏水性。

多环芳烃(PAHs)是一类由2个或更多的芳香环组成的有机化合物，具有较强的疏水性，将其固载到表面功能化的聚苯乙烯树脂上，可以显著提高聚苯乙烯树脂疏水性。

本发明分别在胺基聚苯乙烯(PS-NH₂)微球和氯乙酰化聚苯乙烯(PS-Aycl)微球上固定不同PAHs得到两种新型疏水性聚苯乙烯树脂。所得的两种新型疏水性聚苯乙烯树脂具有较强疏水性，对多环芳烃(PAHs)具有良好的吸附选择性，可以用于多环芳烃的分离和分析，也可以应用于拟除虫菊酯类农残的快速检测，也可以作为螯合树脂吸附重金属离子，还可以作为生物活性材料应用于复合涂层材料。

发明内容

本发明涉及两种新型疏水性聚苯乙烯树脂：聚苯乙烯-胺基多环芳烃树脂和聚苯乙烯-乙酰基多环芳烃树脂。

本发明的聚苯乙烯-胺基多环芳烃树脂和聚苯乙烯-乙酰基多环芳烃树脂有如下结构：

聚苯乙烯-胺基多环芳烃树脂，

聚苯乙烯-乙酰基多环芳烃树脂，

式中：n＝1～30，R＝萘、或苊、或二氢苊、或芴、或菲、或蒽、或荧蒽、或芘、或苯并(a)蒽、屈、或苯并(b)荧蒽、或苯并(k)荧蒽、或苯并(a)芘、或茚并(1，2，3-cd)芘、或二苯并(a，h)蒽、或苯并(g，h，i)二萘嵌苯。

本发明所述的聚苯乙烯-胺基多环芳烃树脂其制备方法按以下步骤进行：

向三口烧瓶中加入PAHs，再加入氯化亚砜(SOCl₂)，磁力搅拌，加热回流，滴加1～6滴催化剂N，N二甲基甲酰胺(DMF)，反应1～5h。减压蒸馏除去过量的SOCl₂后，再加入少量苯后减压蒸馏。向烧瓶中加入甲苯将残留物溶解后，再加入聚苯乙烯功能性树脂(PS-NH₂)，机械搅拌，加热回流反应。当有少量HCl气体放出时滴加三乙胺，继续反应12～24h，抽滤得到聚苯乙烯-胺基多环芳烃树脂，依次用甲苯、水、甲醇洗涤数次，真空干燥至恒质量；

所述的PS-NH₂微球含有以下结构：

本发明所述的聚苯乙烯-乙酰基多环芳烃树脂其制备方法可按以下步骤进行：

向单口烧瓶中加入PAHs，加入甲醇，磁力搅拌，溶解。再加入KOH，溶解，溶液呈均相。磁力搅拌、加热回流反应1～4h后旋蒸去掉甲醇，得粉末固体。用乙酸乙酯洗粉末固体数次，烘干，得PAHs-K盐。将PAHs-K盐加入四口烧瓶中，加入二甲基亚砜(DMSO)，机械搅拌、加热至50～85℃，K盐缓慢溶解，再加入洗净并干燥的聚苯乙烯功能性树脂(PS-Aycl)，机械搅拌，50～85℃反应1～20h，抽滤得聚苯乙烯-乙酰基多环芳烃树脂，依次用水和甲醇洗涤数次，真空干燥至恒质量；

所述的PS-Aycl微球含有以下结构：

所述的两种新型疏水性聚苯乙烯树脂，其特征在于所述的树脂的PAHs担载量为0.9～3.8mmol/g。

所述的两种新型疏水性聚苯乙烯树脂及其制备方法，其特征在于所述的PS-NH₂和PS-Aycl树脂为线性的，或交联的，或大孔的，或凝胶的。

所述的两种新型疏水性聚苯乙烯树脂及其制备方法，其特征在于所述的多环芳烃(PAHs)半抗原为权利要求1中多环芳烃R的直链酸。