[发明专利]亲水性发光聚丙烯酰胺类高分子材料的制备方法

说明书

本发明属于功能高分子及其应用领域，具体涉及通过自由基无规共聚制备亲水性发光聚丙烯酰胺类高分子材料的方法，以亲水性单体及Bodipy荧光单体为原料，以水和THF为溶剂，氧化还原体系为引发剂，采用自由基溶液聚合，反应温度为50°C～60°C,得亲水性发光聚丙烯酰胺类高分子材料粗品；将所得亲水性发光聚丙烯酰胺类高分子材料粗品采用乙醇浸泡并洗涤抽滤，而后经透析袋去除单体以及分子量较小的产物，即得分子量大于10000的目的产物。本发明分子结构与比例具备可调性和可设计性，具有荧光性，目的产物絮凝效果理想，可应用于制备多种光功能亲水性高分子材料。

技术领域

本发明属于功能高分子及其应用领域，具体涉及通过自由基无规共聚，制备亲水性发光聚丙烯酰胺类高分子材料的方法。通过采取此方法，可研发多种发光聚丙烯酰胺类聚合物体系，并应用于水污染防治领域。其具备污水净化絮凝功能，同时少量使用可实现化学发光法追溯污水排放源。

背景技术

在国内絮凝剂应用领域，目前使用最广泛的有机聚合物絮凝剂为聚丙烯酰胺类系列产品，根据聚合物组成单体的不同，可以分为两类，一是全部采用有机化工单体(如丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵等)进行聚合而生成；二是采用具有絮凝作用的天然原料(如淀粉、蛋白或纤维素类)和聚丙烯酰胺类接枝(或共聚)制成。这些种类的絮凝剂在水中可以溶解，高分子上所带电荷与水中污染物/颗粒所带电荷相反，实现正负电荷中和，使之脱稳并形成细小凝聚体；同时，高分子的长链可以作为吸附架桥，将水中污染物/细小颗粒以及前一步形成的凝聚体吸附并缠结成较大的絮凝物。基于此原理，聚丙烯酰胺类絮凝剂(从低到高的分子量、不同组成单元、不同水解度)在许多行业中被广泛应用作絮凝、增稠、粘结、阻垢、稳定胶体、减阻、成膜、凝胶及生物材料，满足了多数行业对固液分离及工业生产过程的不同需求。

Bodipy荧光染料由于其具有良好的稳定性和光学性能被广泛的应用到分析化学、生物化学、医学、临床诊断和环境科学等领域中。其主要具有以下几个优点：光谱峰宽较窄，因而应用于分析检测时，检测灵敏度较高；对外部环境不敏感，不会被淬灭，非常有效的避免了外界对测量结果的干扰；光稳定性能优越，当它被激发时，不会发生激发态的分解或其他变化；荧光量子产率非常高，甚至某些衍生物接近1.0。

近年来，基于聚丙烯酰胺类絮凝剂产品，或者Bodipy荧光染料功能小分子的设计和合成，都出现了不少的专利或者研究论文。然而，将Bodipy荧光染料作为单体，参与制备亲水性发光聚丙烯酰胺高分子材料却没有发现。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种操作简单，分子结构与比例具备可调性和可设计性，具有荧光性，目的产物絮凝效果理想，可应用于制备多种光功能亲水性发光聚丙烯酰胺类高分子材料。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

亲水性发光聚丙烯酰胺类高分子材料的制备方法，系以亲水性单体及Bodipy荧光单体为原料，以水和四氢呋喃(THF)为溶剂，氧化还原引发体系，采用自由基溶液聚合，在50℃～60℃反应，得亲水性发光聚丙烯酰胺类高分子材料粗品；将所得亲水性发光聚丙烯酰胺类高分子材料粗品，采用乙醇浸泡并洗涤抽滤，而后经透析袋去除单体以及分子量较小的产物，即得分子量大于10000的目标产物。

作为一种优选方案，本发明所述原料还包含淀粉、蛋白或纤维素类天然原料。

进一步地，本发明所述亲水性单体为丙烯酸、丙烯酰胺或阳离子单体中的一种或两种以上混合物。

进一步地，本发明所述阳离子单体采用甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DMC、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DAC或二甲基二烯丙基氯化铵DADMAC中的一种或两种以上混合物。

进一步地，本发明所述加热反应温度控制在50℃～60℃；反应时间为20～30小时。

进一步地，本发明所述引发剂与单体总量的质量比为1：50～200。