[发明专利]一种可追踪聚合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种可追踪聚合物及其制备方法与应用，利用该聚合物能有效检测聚合物浓度并能检测金属离子，属于水溶性高分子合成技术领域。

背景技术

化学物质成分测定长久以来一直是困扰化学界的难题，尤其是高分子聚合物，很难测定一个未知溶液中组分的含量，通常而言，聚合物浓度测定方法有浊度法、淀粉-碘化镉法、粘度法、凝胶色谱法、Kjeldah定氮法、沉淀法等。这些方法中浊度法、Kjeldah定氮法与淀粉-碘化镉法受溶液环境影响大，很难进行精确测量；粘度法则受粘度温度、pH等条件影响较大，一般很难得到精确数值；凝胶色谱法对样品纯度要求极高，且极其损害色谱柱造成高昂的检测成本，严重限制了其大规模应用；沉淀法则在聚合物沉淀过程中会造成聚合物的流失,大大降低了其精度。由于这些方法都是通过聚合物本身以外的方法进行测量，很难精确得到目标数据。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种可追踪聚合物及其制备方法与应用。

发明概述

为对聚合物浓度进行跟踪，本发明提供了一种可追踪聚合物。可追踪聚合物本身具有荧光特性，其荧光强度对浓度具有依赖性，因此可利用连续稀释浓度根据荧光强度变化来精确确定其浓度；其具体实施方法为预先测定聚合物荧光强度随浓度的变化曲线，而后测定待测样品荧光强度；然后按一定比例稀释待测样品，并测量稀释后待测样品的荧光强度；此后再次按比例稀释后的样品，测量荧光强度；再次稀释，经过3～5次稀释，可得到一条荧光强度与浓度的曲线，将其与已知曲线对比即可精确测得聚合物浓度。由于这是借助聚合物本身荧光基团进行测量，可大大降低外加条件对聚合物的影响。

此外，由于可追踪聚合物中的荧光基团对部分金属离子敏感，可以作为特定金属离子的检测器，从而实现特定金属离子的快速检测。

发明详述

本发明采用含有8-(4-乙烯基苄氧基)-1,3,6-芘三磺酸三钠为荧光示踪剂，通过乳液聚合的方式得到了一种可追踪聚合物，该聚合物能有效检测聚合物浓度并能检测金属离子。

本发明的技术方案如下：

一种可追踪聚合物，该聚合物是由以下单体通过乳液聚合反应的方法制备得到；

丙烯酰胺                                       65～95mol%，

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(简称AMPS)            4～35mol%，

8-(4-乙烯基苄氧基)-1,3,6-芘三磺酸三钠          0.5～3mol%。

乳液聚合反应条件：以水为溶剂，以十二烷基硫酸钠为乳化剂，以过硫酸铵和四甲基乙二胺氧化还原体系为引发剂；反应温度为20～65℃，pH值为6～10。

本发明可追踪聚合物的制备方法，步骤如下：

（1）将十二烷基硫酸钠加入水中，室温下搅拌至完全溶解形成稳定乳液，十二烷基硫酸钠投料量为0.01mol/L～1.5mol/L；

（2）向步骤（1）制得的体系加入单体丙烯酰胺，室温下搅拌至溶解，单体丙烯酰胺投料比为65～95mol%；

（3）向步骤（2）制得的体系加入单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，室温下搅拌至溶解，单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸投料比为4～35mol%；

（4）向步骤（3）制得的体系加入荧光单体8-(4-乙烯基苄氧基)-1,3,6-芘三磺酸三钠，室温下搅拌至溶解，荧光单体8-(4-乙烯基苄氧基)-1,3,6-芘三磺酸三钠的投料比为0.5～3mol%；

（5）将步骤（4）制得的体系用氢氧化钠和盐酸调节pH至6～10，然后加入催化剂过硫酸铵，搅拌溶解后置于10-35℃恒温水浴中，搅拌并通氮气半小时，相对于体系总体积过硫酸铵加入量为0.6～4.8mmol/L；

（6）向步骤（5）制得的体系加入四甲基乙二胺，搅拌溶解后，搅拌并通氮气10分钟，相对于体系总体积四甲基乙二胺加入量为0.6～4.8mmol/L；在20～65℃反应2～12h，即得本发明可追踪聚合物。

根据本发明，优选的，所述的步骤（1）中十二烷基硫酸钠投料量为0.05-0.15mol/L；

优选的，所述的步骤（2）中单体丙烯酰胺投料比为75～85mol%，特别优选，78～82mol%；

优选的，所述的步骤（3）中单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸投料比为15～25mol%，特别优选，18～22mol%；