功能化聚苯乙烯多孔微球的制备
发布时间：2021-11-16 11:57
聚苯乙烯（PS）微球不仅具有球形度好、比表面积大和微球粒径大小可控等一般高聚物微球的特点,而且还具有刚性大、不被一般溶剂溶解和不易生物降解等独特的性能,成为了高分子领域的研究热点。特别是引入第二功能单体二乙烯基苯（DVB）后的多孔PS-DVB微球,其中第一功能单体为苯乙烯（St）,更是具有吸附性强、物理化学性质稳定以及表面易修饰等诸多优点,被广泛应用于高效色谱填料、生物医学、催化剂载体和吸附剂等领域,是目前应用最多的聚合物微球之一。本论文以两步种子溶胀法来制备功能化多孔聚合物微球（PPMs）,并将其作为烯烃催化剂载体负载化Ziegler-Natta催化剂催化丙烯聚合。本论文的主要工作和研究成果总结如下:1.采用分散聚合制备PS种子微球,通过改变混合溶剂中无水乙醇和乙二醇独甲醚的质量比例,制备得到一系列不同粒径的PS种子微球,微球粒径在1～3μm之间。再通过两步种子溶胀法在经典的PS-DVB体系中分别引入第三功能单体丙烯氰、丙烯酰胺和N-乙烯基咔唑,制备了3类不同功能化的多孔聚合物微球PPM-AN、PPM-AA和PPM-VC,微球粒径在几微米到十几微米之间。得到微球的孔均为狭缝状的堆积孔...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
悬浮聚合法流程示意图[29]
一步溶胀法、两步溶胀法、多步溶胀法和动力学溶胀法[31]。一步溶胀法是指直接将单体、致孔剂和引发剂分散在含有稳定剂和表面活性剂的水溶液中形成乳液，与种子微球混合溶胀后升温进行聚合反应的方法[32]。Okubo等[33]先用分散聚合法制备了粒径为2μm的PS种子微球，然后在分散介质、乳化剂和引发剂存在下，用St和DVB溶胀种子，制备了粒径在3μm左右的多孔微球。Kim等[34]采用一步溶胀法制备了7~10μm单分散的交联聚合物微球，并详细考察了交联剂种类及用量对微球溶胀性能、孔结构及热力学性能的影响。两步溶胀法（图1.2）是20世纪70年代由Ugelstad等[35]提出，首先为了提高溶胀度，让能提供单分散模板的种子微球先充分吸收不溶于水的低分子化合物，再加入单体和引发剂进行第二步溶胀，溶胀的目的是将反应性单体引入种子微球中；其次通过分液漏斗分离未溶胀的单体，升高温度开始聚合反应，最后提取除去致孔剂、线性种子微球以及稳定剂从而得到PPMs。1999年，Tuncel等[36]首先用分散聚合法制备了一系列单分散好的、粒径大小在1.9μm到7.5μm的PS种子微球，然后通过两步溶胀法制备得到同样是单分散好的、粒径大小在5μm到21μm的多孔PS-DVB微球，多孔微球较种子微球粒径增大了3倍左右。图1.2两步种子溶胀法流程示意图[35]
6面，从而制备出一类具有潜在应用前景的独特的功能材料[20]。目前功能化的多孔PS-DVB微球制备有2种途径：一是对已制备的多孔微球进行表面改性；二是与带有相应功能基团的单体共聚。1.4.1化学改性多孔PS-DVB微球的苯环具有较高的反应活性，利用苯环的取代反应可以对微球进行傅克烷基/酰基化、氯甲基化、硝化和磺化等，从而在微球表面引入羧基、氨基、氯甲基、硝基和磺酸基等不同的官能团（图1.3）。化学改性是目前制备功能化多孔PS-DVB微球较常用的方法之一。图1.3PS-DVB微球表面引入功能基团示意图[20]1.4.2功能性单体共聚在制备多孔PS-DVB微球时，加入如羧基、环氧基、酰胺基、酯基、氰基等带有功能基团的单体参与共聚可以改善多孔PS-DVB微球的亲水性和选择性，常用的改性单体有甲基丙烯酸（酯）类、丙烯腈、丙烯酰胺以及乙烯基吡啶类等[49-53]。Subri等[54]用沉淀聚合法制备了一系列多孔聚丙烯腈-二乙烯苯-氯甲基苯乙烯（P
【参考文献】：
期刊论文
[1]Deactivation Effect Caused by Catalyst-Cocatalyst Pre-contact in Propylene Polymerization with MgCl2-supported Ziegler-Natta Catalyst[J]. Zhen Zhang,Bai-Yu Jiang,Biao Zhang,Zhi-Sheng Fu,Zhi-Qiang Fan. Chinese Journal of Polymer Science. 2019(10)
[2]多步种子溶胀法制备微米级大粒径单分散胶体微球[J]. 王晓冬,侯杰,毛铭. 河南理工大学学报(自然科学版). 2019(02)
[3]微米级多孔聚苯乙烯-二乙烯苯微球的制备、改性及应用综述[J]. 包建民,闫志英,李优鑫. 材料导报. 2018(17)
[4]茂金属催化剂体系及其丙烯聚合性能调控[J]. 陈志康,毛远洪,曹育才,梁胜彪,宋莎,倪晨,刘振宇,叶晓峰,沈安,朱红平. 有机化学. 2018(11)
[5]聚苯乙烯微球的功能化及其应用进展[J]. 李丝丝,张红静,周明,张泽,王成文,罗刚,刘清. 现代化工. 2017(05)
[6]Synthesis and characterization of porous 4VP-based adsorbent for Re adsorption as analogue to 99Tc[J]. Pu-Yin Wang,Jian-Hua Zu,Yue-Zhou Wei. Nuclear Science and Techniques. 2017(03)
[7]以聚苯乙烯-二乙烯苯为载体的多目标免疫亲和柱的制备及应用[J]. 张家宁,丁轲,韩涛,陈湘宁. 食品科学. 2016(20)
[8]粒径和孔径可控的多孔交联聚苯乙烯微球的制备[J]. 黄广诚,邱比特,刘亚栋,赵辉,季生象. 应用化学. 2016(04)
[9]单分散聚苯乙烯微球的研究进展[J]. 江杨,张学军,焦彩彬,曾凡龙,陈连喜. 胶体与聚合物. 2015(03)
[10]甲基丙烯酸酯类色谱填料的制备及应用研究进展[J]. 包建民,许慧,李优鑫. 现代化工. 2015(08)
博士论文
[1]多孔聚苯乙烯类微球的可控合成、表征、磁功能化及应用研究[D]. 刘清泉.浙江大学 2009
[2]新型聚苯乙烯负载茂锆催化剂催化烯烃聚合的研究[D]. 王文钦.浙江大学 2005
硕士论文
[1]聚苯乙烯的制备及其性能研究[D]. 王腾.西安石油大学 2017
[2]磁性纳米复合高分子微球的制备与应用[D]. 王珍.苏州大学 2016
本文编号：3498840
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
悬浮聚合法流程示意图[29]
一步溶胀法、两步溶胀法、多步溶胀法和动力学溶胀法[31]。一步溶胀法是指直接将单体、致孔剂和引发剂分散在含有稳定剂和表面活性剂的水溶液中形成乳液，与种子微球混合溶胀后升温进行聚合反应的方法[32]。Okubo等[33]先用分散聚合法制备了粒径为2μm的PS种子微球，然后在分散介质、乳化剂和引发剂存在下，用St和DVB溶胀种子，制备了粒径在3μm左右的多孔微球。Kim等[34]采用一步溶胀法制备了7~10μm单分散的交联聚合物微球，并详细考察了交联剂种类及用量对微球溶胀性能、孔结构及热力学性能的影响。两步溶胀法（图1.2）是20世纪70年代由Ugelstad等[35]提出，首先为了提高溶胀度，让能提供单分散模板的种子微球先充分吸收不溶于水的低分子化合物，再加入单体和引发剂进行第二步溶胀，溶胀的目的是将反应性单体引入种子微球中；其次通过分液漏斗分离未溶胀的单体，升高温度开始聚合反应，最后提取除去致孔剂、线性种子微球以及稳定剂从而得到PPMs。1999年，Tuncel等[36]首先用分散聚合法制备了一系列单分散好的、粒径大小在1.9μm到7.5μm的PS种子微球，然后通过两步溶胀法制备得到同样是单分散好的、粒径大小在5μm到21μm的多孔PS-DVB微球，多孔微球较种子微球粒径增大了3倍左右。图1.2两步种子溶胀法流程示意图[35]
6面，从而制备出一类具有潜在应用前景的独特的功能材料[20]。目前功能化的多孔PS-DVB微球制备有2种途径：一是对已制备的多孔微球进行表面改性；二是与带有相应功能基团的单体共聚。1.4.1化学改性多孔PS-DVB微球的苯环具有较高的反应活性，利用苯环的取代反应可以对微球进行傅克烷基/酰基化、氯甲基化、硝化和磺化等，从而在微球表面引入羧基、氨基、氯甲基、硝基和磺酸基等不同的官能团（图1.3）。化学改性是目前制备功能化多孔PS-DVB微球较常用的方法之一。图1.3PS-DVB微球表面引入功能基团示意图[20]1.4.2功能性单体共聚在制备多孔PS-DVB微球时，加入如羧基、环氧基、酰胺基、酯基、氰基等带有功能基团的单体参与共聚可以改善多孔PS-DVB微球的亲水性和选择性，常用的改性单体有甲基丙烯酸（酯）类、丙烯腈、丙烯酰胺以及乙烯基吡啶类等[49-53]。Subri等[54]用沉淀聚合法制备了一系列多孔聚丙烯腈-二乙烯苯-氯甲基苯乙烯（P
【参考文献】：
期刊论文
[1]Deactivation Effect Caused by Catalyst-Cocatalyst Pre-contact in Propylene Polymerization with MgCl2-supported Ziegler-Natta Catalyst[J]. Zhen Zhang,Bai-Yu Jiang,Biao Zhang,Zhi-Sheng Fu,Zhi-Qiang Fan. Chinese Journal of Polymer Science. 2019(10)
[2]多步种子溶胀法制备微米级大粒径单分散胶体微球[J]. 王晓冬,侯杰,毛铭. 河南理工大学学报(自然科学版). 2019(02)
[3]微米级多孔聚苯乙烯-二乙烯苯微球的制备、改性及应用综述[J]. 包建民,闫志英,李优鑫. 材料导报. 2018(17)
[4]茂金属催化剂体系及其丙烯聚合性能调控[J]. 陈志康,毛远洪,曹育才,梁胜彪,宋莎,倪晨,刘振宇,叶晓峰,沈安,朱红平. 有机化学. 2018(11)
[5]聚苯乙烯微球的功能化及其应用进展[J]. 李丝丝,张红静,周明,张泽,王成文,罗刚,刘清. 现代化工. 2017(05)
[6]Synthesis and characterization of porous 4VP-based adsorbent for Re adsorption as analogue to 99Tc[J]. Pu-Yin Wang,Jian-Hua Zu,Yue-Zhou Wei. Nuclear Science and Techniques. 2017(03)
[7]以聚苯乙烯-二乙烯苯为载体的多目标免疫亲和柱的制备及应用[J]. 张家宁,丁轲,韩涛,陈湘宁. 食品科学. 2016(20)
[8]粒径和孔径可控的多孔交联聚苯乙烯微球的制备[J]. 黄广诚,邱比特,刘亚栋,赵辉,季生象. 应用化学. 2016(04)
[9]单分散聚苯乙烯微球的研究进展[J]. 江杨,张学军,焦彩彬,曾凡龙,陈连喜. 胶体与聚合物. 2015(03)
[10]甲基丙烯酸酯类色谱填料的制备及应用研究进展[J]. 包建民,许慧,李优鑫. 现代化工. 2015(08)
博士论文
[1]多孔聚苯乙烯类微球的可控合成、表征、磁功能化及应用研究[D]. 刘清泉.浙江大学 2009
[2]新型聚苯乙烯负载茂锆催化剂催化烯烃聚合的研究[D]. 王文钦.浙江大学 2005
硕士论文
[1]聚苯乙烯的制备及其性能研究[D]. 王腾.西安石油大学 2017
[2]磁性纳米复合高分子微球的制备与应用[D]. 王珍.苏州大学 2016
本文编号：3498840
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3498840.html
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