[发明专利]一种磺酰胺烯丙基聚苯乙烯交联微球及其制备方法

说明书

本发明涉及一种磺酰胺烯丙基聚苯乙烯交联微球，由聚苯乙烯‑二乙烯苯交联微球通过氯磺酰化反应，再与烯丙基胺反应而制得；本发明还提供一种磺酰胺烯丙基聚苯乙烯交联微球的制备方法；本发明制得的一种磺酰胺烯丙基聚苯乙烯交联微球含有烯丙基反应基团，可用于树脂、颜料、涂料、液晶、复合纳米材料、生物医学、聚电解质、废水处理、石油化工等行业，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种改性聚苯乙烯交联微球，尤其涉及到一种磺酰胺烯丙基聚苯乙烯交联微球烯丙基胺及其制备方法，属于功能材料技术领域。

背景技术

聚苯乙烯交联微球是众多功能高分子微球的前驱体，通过进一步的大分子反应可以制备离子交换树脂、螯合树脂及吸附树脂；可合成催化剂载体用于有机合成与组合化学体系；可制备用于生物大分子固定化、分离、纯化的功能高分子微球以及色谱固定相。

目前制备聚苯乙烯微球的制备方法主要有分散聚合法、乳液聚合法、无皂乳液聚合法、悬浮聚合法、种子聚合法等。其中悬浮聚合法制备的微球比较大，一般在毫米数量级，不符合可见光区域光子晶体所需要的亚微米或微米级的要求；种子聚合法主要是以制备好的聚苯乙烯微球作为种子制备多孔、高交联微球或者对微球进行进一步的改性功能化的一种方法。因此分散聚合法、乳液聚合法和无皂乳液聚合法成为制备单分散性最好的聚苯乙烯交联微球的有效方法。

随着对高分子聚合物微球功能化研究的深入，将某些具有特定功能的物质接枝到微球表面从而制备出一类具有潜在应用前景的独特的功能材料，使其具有新的功能。一般功能化微球的制备有2种途径：①选择含有功能基团的单体参加聚合制备微球；②制得微球后再对其进行修饰，通过特定的反应在微球上引入设计的功能基团。由于第一种含有功能基单体的制备过程复杂、制得的单体的不稳定性以及对于聚合条件不好控制，后一种方法应用更为广泛。

对于微球的功能化改性主要有3种途径：一是利用苯环；二是利用特定的官能团；三是对于高交联的聚苯乙烯微球利用其残余的悬挂乙烯双键聚苯乙烯交联微球功能化。

目前对微球表面引入的功能团有羧基、氨基、醛基、酮基、酯基、磺酸基、氯甲基、卤素、酰氯基、磺酰氯基等，赋于微球更多的新功能；但是具有可聚合反应的烯丙基胺功能微球没有报导。

由于常规的聚苯乙烯微球为线状结构，耐溶剂性差，在接入一些特殊功能基团难于实现反应；而聚苯乙烯-二乙烯苯交联微球有高度粒径均一性，具有刚性强、耐酸碱、耐溶剂、耐高温、使用寿命长及非特异性吸附低等特点。

发明内容

由于常规的聚苯乙烯微球为线状结构，耐溶剂性差，引入特殊功能基团难于实现；而聚苯乙烯-二乙烯苯交联微球有高度粒径均一性，具有刚性强、耐酸碱、耐溶剂、耐高温、使用寿命长及非特异性吸附低等特点。

本发明采用交联度为4～8％的聚苯乙烯-二乙烯苯交联微球通过氯磺酸直接氯磺化制备磺酰氯，再与烯丙基胺反应而制得磺酰胺烯丙基聚苯乙烯交联微球。

本发明目的旨在提供一种磺酰胺烯丙基聚苯乙烯交联微球及其制备方法。

为解决所述的技术问题，本发明采取以下技术方案，所述的磺酰胺烯丙基聚苯乙烯交联微球，其制备步骤如下：

a)、磺酰氯聚苯乙烯交联微球的制备：按重量份计，在装有搅拌器及温度计的四口烧瓶中加入聚苯乙烯交联微球和溶剂A，搅拌使微球充分溶胀，控制温度在20℃下缓慢加入氯磺酸，升温到50℃保温反应3～5h，反应结束后降温至30℃下静置8h；然后在20℃下加入物料总体积10～15％的蒸馏水以分解过量的氯磺酸，直至溶液内没有大量的HCl气体放出为止；搅拌下在1h内加入物料总体积70～85％的蒸馏水，使产物尽量沉淀析出，抽滤，用1,4-二氧六环洗涤以除去残留的溶剂，再用蒸馏水及乙醇交替洗涤3～5遍，滤干，真空60℃下干燥12h，得所述的磺酰氯聚苯乙烯交联微球；

所述聚苯乙烯交联微球与氯磺酸的重量比为1:(20～40)；所述溶剂A的加入量为10～12mL/克微球；