[发明专利]一种附聚型高亲水性强阴离子交换剂、制备方法及其在液相色谱柱填料中的应用

说明书

本发明属于液相色谱柱填料制备技术领域，具体涉及一种附聚型高亲水性强阴离子交换剂、制备方法及其在液相色谱柱填料中的应用。该附聚型高亲水性强阴离子交换剂由季铵化的聚乙烯醇对磺化的聚合物微球进行附聚而制得。季铵化的聚乙烯醇由如下步骤制得：将聚乙烯醇分散于水中，加入氢氧化钠溶和3‑氯‑2‑羟丙基三甲基氯化铵，在搅拌条件下进行连续反应，抽滤水洗后烘干即可。本发明的优势在于：利用季铵化的聚乙烯醇附聚芳香烯烃有机共聚物基球制备高亲水性强阴离子交换剂，制备速度快、操作过程简单绿色环保，避免了使用氯甲基醚或二氯甲基醚等剧毒性试剂，也消除了使用纳米颗粒或碳纳米管改性所导致的阴离子交换剂亲水性欠缺的弊端。

技术领域

本发明属于液相色谱柱填料制备技术领域，具体涉及一种附聚型高亲水性强阴离子交换剂、制备方法及其在液相色谱柱填料中的应用。

技术背景

高亲水性强阴离子色谱填料大多基于有机聚合物基质，且官能团多为季胺基，然而要在有机聚合物基球表面引入季胺基，则制备过程通常需要采用氯甲基醚和二氯甲基醚等剧毒性试剂对有机聚合物进行氯甲基化而引入活性氯，后续再与叔胺试剂反应引入季胺基，该制备过程步骤繁琐，且氯甲基醚和二氯甲基醚对人和环境毒害极大。

为解决此弊端，现有技术常用的方法就是使用季胺化纳米颗粒与磺化的聚合物微球(粒径为微米级)通过附聚反应形成一个表面富季胺基团的核壳型微球(核为磺化的聚合物微球、壳为季胺化纳米颗粒)，比如美国专利US4119580，4376047， 4351909，都是采用此策略方法制备出强阴离子色谱填料。该方法虽然可以得到高容量的季胺型色谱固定相填料，但其不足在于：纳米颗粒由于相互间的静电排斥很难均匀地附聚在微米级聚合物微球表面，造成其表面部分裸露而无纳米颗粒附聚。而且由于聚合物微球表面本身为强憎水性，因此采用该方法所得到的色谱填料亲水性欠缺。另外一个不足在于：很难准确控制纳米颗粒粒径，因此造成该类型色谱填料制备的批次重现性不足。

中国专利CN201210426077.6，公开了一种采用季铵化碳纳米管附聚微米级聚合物微球制备得到阴离子色谱填料。该方法仅是将季铵化碳纳米管取代季铵化纳米颗粒，上述纳米颗粒附聚聚合物微球方法的不均匀附聚和亲水性欠缺的问题仍然存在。

中国专利授权公告号CN 104226283 B，公开了一种聚乙烯醇涂覆型色谱固定相及其制备方法与应用，提供了一种通过物理涂覆对硅胶等基质表面进行修饰的方法，虽然该方法可以得到强亲水性极性色谱填料，制备过程也较为简单、绿色环保。然而，该方法是利用聚乙烯醇在极性基球表面进行共聚成膜的原理，由于聚乙烯醇的强亲水性，要求内部的基球表面含有足够的极性位点。因此该方法难以适用强憎水性的以氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯为代表的聚合物微球，因此限制了该离子交换剂的种类和发展。即使通过多次聚乙烯醇涂敷聚合物微球所得的填料仍然为中性填料，无法用于阴离子分离。

本发明通过创新将季铵化的聚乙烯醇溶液与磺化的有机共聚物微球溶液混合振荡后得到高亲水性强阴离子交换剂，并应用在液相色谱柱填料中。

发明内容

针对上述制备方法中存在的缺点，本发明提供了一种高亲水性强阴离子交换剂。

本发明还提供了一种高亲水性强阴离子交换剂的制备方法，该方法制备过程简单、绿色环保。

为实现上述一发明目的，本发明采取的技术方案是：一种附聚型高亲水性强阴离子交换剂，该附聚型高亲水性强阴离子交换剂由季铵化的聚乙烯醇对磺化的聚合物微球进行附聚而制得。

优选地，所述的季铵化的聚乙烯醇由如下步骤制得：将聚乙烯醇分散于水中，加入氢氧化钠和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，在搅拌条件下进行连续反应，抽滤水洗后烘干，即可得到季铵化聚乙烯醇。

优选地，所述聚乙烯醇与水的质量体积比为1g：15mL，所述聚乙烯醇、氢氧化钠、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的质量比为4：1：5，连续反应时间为7-9h。