[发明专利]聚苯乙烯类或其共聚物材料的亲水改性方法及材料

权利要求书

1.一种聚苯乙烯类或其共聚物材料的亲水改性方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将聚苯乙烯类或其共聚物材料，用有机溶剂进行溶胀处理；所述用有机溶剂进行溶胀处理过程如下：将聚苯乙烯类或其共聚物材料放入有机溶剂中进行密封振荡2～5h，所述有机溶剂为能与水进行混溶的有机溶剂，有机溶剂的体积用量为被溶胀材料质量的10～20倍，待所述聚苯乙烯类或其共聚物材料在溶剂中完全溶胀后，进行抽滤，并用所用的有机溶剂进行洗涤，抽滤干净溶剂；

2)在溶剂存在条件下，将亲水性单体通过原子转移自由基聚合的方法引发接枝聚合至所述步骤1)处理后的材料表面，即完成对聚苯乙烯类或其共聚物材料的亲水改性。

2.根据权利要求1所述的聚苯乙烯类或其共聚物材料的亲水改性方法，其特征在于，在步骤2)后还包括：

3)在碱性物质存在条件下，用衍生试剂将所述步骤2)得到的材料表面的亲水性聚合物长链进行衍生功能化，得到功能化的聚苯乙烯类或其共聚物材料。

3.根据权利要求2所述的聚苯乙烯类或其共聚物材料的亲水改性方法，其特征在于，所述聚苯乙烯类或其共聚物材料为：聚乙烯基苄氯与二乙烯基苯共聚物材料，或聚乙烯基苄氯材料；

所述有机溶剂选自：二氧六环、甲醇、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺中的一种。

4.根据权利要求1所述的聚苯乙烯类或其共聚物材料的亲水改性方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述将亲水性单体通过原子转移自由基聚合的方法引发接枝聚合至所述步骤1)处理后的材料表面的过程为：将亲水性单体、催化剂及配体体系和所述步骤1)溶胀过的聚苯乙烯类或其共聚物材料放入反应釜中，在溶剂中进行充分搅拌混合，在30～60℃下反应12～24h，反应结束后去除未反应的物质，即得到表面接枝亲水性单体的聚苯乙烯类或其共聚物材料。

5.根据权利要求1或4所述的聚苯乙烯类或其共聚物材料的亲水改性方法，其特征在于，所述步骤2)中，所用的亲水性单体选自：甲基丙烯酸钠(MANa)、丙烯酸钠(ANa)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)中的一种或两种的混合物；所述亲水性单体按质量用量为聚苯乙烯类或共聚物材料质量的1/3～3倍；

所用的溶剂选自：丁酮与丙醇混合、H₂O、DMSO中的一种或两种的混合物；所述溶剂的体积用量与所述步骤1)处理后的材料质量的比为10：1～30：1(v/m)；

所用的催化剂及配体体系由两种组分组成，分别为卤化物和含氮配体，其中，卤化物选自：氯化亚铜、溴化亚铜中的一种或两种混合物；含氮配体选自：2，2-联二吡啶(Bpy)、四甲基乙二胺(TMEDA)、N，N，N，’N，”N，”’-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)和1，1，4，7，10，10’-六甲基三亚乙基四胺(HMETETA)中的一种或多种的混合物。

所述催化剂及配体体系的卤化物作为所用原子转移自由基聚合引发剂，所述卤化物加入比例为所述亲水性单体摩尔数的1～10％，所述卤化物与所述含氮配体的摩尔比为1：1；

所述接枝聚合反应温度为30～80℃，反应时间为2～12h，接枝反应完毕后，减压抽滤，并用去离子水进行洗涤去除其他可溶杂质。

6.根据权利要求2所述的聚苯乙烯类或其共聚物材料的亲水改性方法，所述步骤3)中，用衍生试剂将所述步骤2)得到的材料表面的亲水性聚合物长链进行衍生功能化的过程为：向所述步骤2)得到的材料中加入衍生试剂，在碱性条件下，20～50℃下反应3～10h后，衍生产物经洗涤、干燥，得到功能化聚苯乙烯类或其共聚物材料。

7.根据权利要求2或6所述的聚苯乙烯类或其共聚物材料的亲水改性方法，其特征在于，所述步骤3)中，用衍生试剂将所述步骤2)所得到的材料表面的亲水性聚合物长链进行衍生功能化是：对接枝后聚合物链带有羟基的改性材料进行功能衍生；

所用的碱性物质为氢氧化钠、二甲基氨基吡啶中的一种，碱性物质的浓度为1～7mol/L；

所用的衍生试剂为2-二乙氨基氯乙烷盐酸盐或2，3-环氧丙基三甲基氯化铵，衍生试剂用量为所述步骤2)所得材料质量的2～10倍。