[发明专利]一种含氟聚乙烯亚胺的合成方法

说明书

本发明涉及一种含氟聚乙烯亚胺的合成方法。所述含氟聚乙烯亚胺由聚乙烯亚胺与全氟烷基酰卤或全氟烷基磺酰卤缩合制备而成。其制备方法为：将聚乙烯亚胺溶解于溶剂中，在加热条件下将全氟烷基酰卤或全氟烷基磺酰卤滴加进反应体系，搅拌反应完毕后去除溶剂，得到所述含氟聚乙烯亚胺交联材料。该材料可应用于分离膜的制备、吸附剂的制备及基因转染材料等领域，具有耐溶剂、耐酸碱、抗污染等性能。

技术领域

本发明属于高分子改性技术领域，具体涉及一种可作分离膜、吸附剂、基因转染材料的含氟聚乙烯亚胺的合成方法。

背景技术

含氟材料具有优良的热稳定性、化学稳定性和低表面能等特性，以聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯为代表的含氟聚合物在分离膜制备方面有着成熟的应用。含氟聚合物在诸多溶剂中的溶解性较差，传统的相分离法无法满足更多种类的含氟聚合物分离膜的开发需求。近年来，陆续有采用水溶性较好的含氟交联材料制备含氟功能膜的文献及专利报道。中国发明专利ZL CN 2 201010589192.6“含六氟异丙醇基团的膜功能单体及其纳滤膜制备方法”中发明了一种含六氟异丙醇功能单体的交联材料与酰氯类材料通过界面交联，通过控制反应条件优化出含氟纳滤膜，所制备的含氟纳滤膜对二价阳离子和阴离子截留效果较好，并且具有很强的耐游离氯氧化性能。李亚飞，姜忠义等人通过三乙烯四胺与全氟辛酸的缩合反应制备可溶于水中的含氟多元胺，通过含氟多元胺结构中的胺基与聚酰胺膜表面羧酸的缩合在纳滤膜表面修饰全氟基团，该含氟纳滤膜表现出极好的抗污染性能（Y. Li et al,J. Membr. Sci, 2014, 455,15-23.）。上述发明中用到的含氟聚合物都有着较好的水溶性，适用于更多的制膜方法。

聚乙烯亚胺是一种聚阳离子型水溶性高分子聚合物，具有直线状和支链状两种结构，其骨架中存在大量胺基，其中支化聚乙烯亚胺结构中伯胺、仲胺、叔胺比例1:2:1，具有极好的反应活性。聚乙烯亚胺可通过交联其他小分子制备微球如中国专利ZL201110140086.4、美国专利US2010/0267108A1等等或薄膜材料，在基因转染材料、吸附材料、分离膜材料中有着较多的应用，其结构中活性胺基可进行多种化学改性。中国发明专利ZL CN 201610584829.X“一种修饰的聚乙烯亚胺化合物及其制备方法和应用”中发明了一种修饰的聚乙烯亚胺化合物，由七氟丁酸酐对分子量为1.8k的聚乙烯亚胺中的伯胺氢取代得到，可作为优良的基因递送系统。然而七氟丁酸酐成本较高，如何通过对含氟试剂和反应条件的筛选，制备具有水溶性、低成本的含氟聚乙烯亚胺使其在分离膜、吸附剂甚至基因转染材料等领域具体更好的应用前景是本发明需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决水溶性低成本的含氟交联材料的匮乏，提供一种可用于分离膜制备、基因转染材料和吸附材料的新型低成本含氟功能材料的制备方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种含氟聚乙烯亚胺功能材料的结构片段通式如下：

其中虚线代表N原子连接支链或氢，Z为磺酰基（）或酰基（）；R为全氟烷基，通式C_nF_2n+1, n为1-18。

一种含氟聚乙烯亚胺功能材料的制备方法，包括以下步骤，将聚乙烯亚胺溶解于溶剂中，将全氟烷基酰卤或全氟烷基磺酰卤滴加进该溶液，在加热条件下，搅拌反应完毕后去除溶剂，得到所述含氟聚乙烯亚胺材料。

根据本发明所述的含氟聚乙烯亚胺材料的制备方法，聚乙烯亚胺为底物，其分子量为600 Da，1800 Da，10000 Da和70000 Da的一种或几种；

根据本发明所述的含氟聚乙烯亚胺材料的制备方法，所涉及的氟化试剂 全氟烷基酰卤结构通式为， 全氟烷基磺酰卤结构通式为，其中，R为全氟烷基，通式C_nF_2n+1，n为1-18，X为卤素原子，包括氟，氯，溴，碘中的一种。