本发明专利技术提供了一种采用波聚合技术制备疏水性聚合物多孔整体柱的方法，属于高分子材料技术领域。具体工艺为：将辅助单体、引发剂、交联剂、发泡剂、表面活性剂按一定比例称量，溶解于单体中配制成溶液，充分搅拌混合均匀。将混合液注入圆柱型色谱柱内，用热源引发反应，反应开始后，撤离热源，聚合反应所放热以热波形式逐步向未反应区域自蔓延，直到整个色谱柱内的所有单体反应完全。用乙醇冲洗聚合物，得到产品。本发明专利技术的优点在于：工艺简单、结构可控、重复性好，可制备大尺寸疏水性聚合物多孔整体柱。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料制备
，特别提供了一种波聚合技术 制备疏水性聚合物多孔整体柱材料的方法。用该技术制备的疏水性整体 柱材料具有孔结构均匀可控、强度高、疏水能力适当、性能稳定，满足 液相色谱对生物大分子进行分离提纯的使用要求；制备过程不使用大量 有机溶剂，并且不受反应器大尺寸的限制，在大尺寸制备柱的制造上具 有显著优势。技术背景高效液相色谱是广泛应用的有机小分子和生物大分子的分离模式， 是生命科学、材料科学、环境科学等高新领域必不可少的工具。色谱柱 是色谱的心脏部件，柱材料直接决定色谱的分离能力和分离效果。聚合 物整体柱材料具有分离效率高、色谱性能稳定、柱压降低等系列优势， 自1992年成功分离生物蛋白质后，便迅速成为国际色谱领域的研究热点， 掌握整体材料的最新制备技术，便意味着占领了色谱领域甚至生物医药、 生命科学领域的国际前沿。美国专利US6693159用超临界二氧化碳作为溶剂和致孔剂，采用乳 液聚合法制备高度交联的大孔或中孔聚合物整体材料。该方法可以直接 得到干燥、无溶剂多孔材料，材料比表面积大、孔结构可控。美国专利 US19980030754以有机溶剂为致孔剂，将单体、引发剂、交联剂在空柱 管内进行溶液聚合，制备了热敏性大孔整体柱材料，在pH为2 — 12范围内 均有较好的稳定性，并成功应用于蛋白质的分离。日本专利JP2006247515 采用丙醇、丁二醇和水做联合溶剂和致孔剂，辐射引发聚合工艺制备聚 合物整体柱。中国专利CN1554945采用有机溶剂做致孔剂，水浴加热、 溶液聚合法在毛细管内制备甲基丙烯酸辛酯-乙二醇二甲基丙烯酸酯整 体柱。文献分析表明，目前国内外聚合物整体柱的制备采用的是单体、致 孔剂、引发剂、交联剂等混合溶液加热聚合的溶液聚合方式，大量有机致孔剂(占50%以上)的使用和回收不仅增加了制备成本，而且造成环 境危害；所报道的整体柱结构为聚合物颗粒堆积而较少三维网络结构， 柱效较低、机械性能较差；在溶剂作用下柱体发生收缩和溶胀，导致柱 寿命縮短；大尺寸制备柱的研究虽然取得了一定的进展，国外的"管中 管"技术和国内的外部换热中心移热式环形反应器技术和少量连续的加 料方式能够降低聚合过程放热，却使制备过程复杂、组装困难、材料易 破损；由于没有从根本上解决聚合热的控制问题，应用于产业化生产受 到诸多限制。现有技术存在的主要问题是(1)放大制备困难。由于聚合热的限 制，只能制备管径小于50mm的小体积整体柱；(2)使用50%以上的致孔 剂产生孔结构。致孔剂多为苯类、醇类、胺类有机溶剂，洗脱过程复杂、 成本高，环境危害大；(3)我国还没有商品化的聚合物整体柱材料问世。 因此，开发环境友好、具有完全自主知识产权的高性能整体柱材料制备 技术是当务之急。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种波聚合技术制备疏水性聚合物多孔整体 柱材料的方法，选用无机粉体为芯材的微胶囊做致孔剂，没有环境污染； 聚合反应热用于维持反应自身的进行，调控方便，不需要加热和换热装 置，没有反应器尺寸的限制；聚合与发泡过程同时进行，产品的孔结构 易于调控。本专利技术的具体工艺为a、将单体、辅助单体、引发剂、交联剂、发泡剂、表面活性剂分别按 一定比例称量后配成溶液，充分搅拌混合均匀，所述的单体为苯乙烯或甲基 丙烯酸甲酯，辅助单体为丙烯酸，聚合反应温度为9(TC-12(TC，引发剂为热 分解自由基引发剂，交联剂为二乙烯基苯，发泡剂为自制的中间包裹碳酸氢 钠的聚乙烯醇微胶囊，表面活性剂为十二垸基硫酸钠或非离子型聚氧乙烯表 面活性剂PF127，各反应组分的重量组成为辅助单体/单体 0. 04-0. 08引发剂/单体 0. 03 0. 10交联剂/单体 0. 004 0. 02发泡剂/单体 0.01 0.04 表面活性剂/单体 0. 006 0. 01b、 将反应混合物注入圆柱型色谱柱内，用一种加热方式在反应器任 意一端加热，使引发剂受热分解，点燃反应开始；c、 反应开始后，撤离热源，靠聚合放热维持反应进行，直到整个色 谱柱内的所有原料全部反应；d、 用乙醇冲洗聚合物，得到产品。进一步地，所述的引发剂为如偶氮二异丁睛、过氧化苯甲酰。 再进一步地，所述的一种加热方式为电阻丝、火花、热平板。 本专利技术所用的发泡剂为自制的微胶囊，制备方法见我们的专利 CN1768920，它以聚乙烯醇为壁材、碳酸氢钠为芯材，粒径小于80微米； 微胶囊保证发泡剂碳酸氢钠均匀悬浮于反应物混合液中，聚合反应进行 过程中，由于处于微胶囊核心的碳酸氢钠受热分解而使胶囊破裂，产生 气体。气体被聚合物捕获形成气泡，从而得到多孔整体材料。所述的整 体材料是通过自蔓延波聚合过程形成的，反应一经点燃后，不需要外加 热源。以上述内容为基础，在不脱离本专利技术基本技术思想的前提下，根据 本领域的普通技术知识和手段，对其内容还可以有多种形式的修改、替 换或变更。本专利技术的优点本专利技术采用一种新的聚合工艺——波聚合工艺制备疏水性聚合物整 体柱材料。波聚合是一种靠聚合反应自身放出的热量维持反应进行、不 需要外界持续加热的一种聚合方法。含单体和引发剂的反应体系一经点 燃，便产生聚合热，热波自动向未反应区域蔓延，直至整个反应器，热 波过后，单体转化为聚合物。这种工艺最大的特点是聚合反应逐步蔓延 进行，仅在聚合波界面上有较高的聚合温度，而聚合波没有蔓延到的区 域仍保持低温。这与上述专利中叙述的溶液聚合有本质的区别，溶液聚 合是全部反应物的整体反应过程，反应一旦开始，所有反应物同时发生 反应，释放大量反应热，这些反应热如果不能及时转移，就会造成暴聚， 因此反应只能在小反应器内进行。波聚合由于反应区域的逐步蔓延特性，使其能够突破传统工艺中对反应器尺寸的限制，可以制备大尺寸整体柱。 本专利技术的第二个特点是采用聚乙烯醇包裹碳酸氢钠制成的微胶囊做 发泡剂，芯材碳酸氢钠为无机盐，可以使避免了大量有机致孔剂的使用和回收处理，不仅可以降低成本，而且没有环境污染；同时，波界面上 微胶囊受热释放芯材碳酸氢钠，芯材物质受热释放气体，气体冲破囊壁， 进入聚合体系，在聚合物基质中形成空腔，而聚合波未到之处，微胶囊 由于未受热而稳定存在，这保证了发泡与聚合的同步，而无需人为控制， 因此便利于大规模多孔材料的制备。前面我们曾用波聚合技术制备了高 分子吸水树脂和高分子多孔水凝胶，但尚未见到用波聚合制备聚合物整 体材料的报道。具体实施方式下面通过实施例形式的具体实施方式，对本专利技术的上述内容再做进 一步的详细说明，但不应将此理解为下述各实施例是对本专利技术上述主题 所涉及范围的限制，凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均属于本专利技术 的范围。实施例1圆柱型色谱柱直接作为反应器。0.24克丙烯酸、0. 18克偶氮二异丁 睛、0.024克二乙烯基苯、0.06克碳酸氢钠微胶囊、0.036克十二烷基 硫酸钠表面活性剂溶于6克苯乙烯单体中配成溶液，搅拌混合均匀后倒 入反应器内，用电阻丝在色谱柱任意一端加热，使引发剂受热分解。反 应开始后，撤离热源，靠聚合放热维持反应进行，直到整个反应器的所 有单体完全转化为聚合物。色谱柱自然降温至室温后，用乙醇冲洗聚合 物，得到高分子聚合物多孔整体柱。实施例2用相同于例1的反应器，0. 35克丙烯酸、0本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用波聚合技术制备疏水性聚合物多孔整体柱的方法，其特征是：ａ、将单体、辅助单体、引发剂、交联剂、发泡剂、表面活性剂分别按一定比例称量后配成溶液，充分搅拌混合均匀，所述的单体为苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯，辅助单体为丙烯酸，聚合反应温度为９０℃－１２０℃，引发剂为热分解自由基引发剂，交联剂为二乙烯基苯，发泡剂为自制的中间包裹碳酸氢钠的聚乙烯醇微胶囊，表面活性剂为十二烷基硫酸钠或非离子型聚氧乙烯表面活性剂ＰＦ１２７，各反应组分的重量组成为：辅助单体／单体０．０４－０．０８引发剂／单体０．０３～０．１０交联剂／单体０．００４～０．０２发泡剂／单体０．０１～０．０４表面活性剂／单体０．００６～０．０１ｂ、将反应混合物注入圆柱型色谱柱内，用一种加热方式在反应器任意一端加热，使引发剂受热分解，点燃反应开始；ｃ、反应开始后，撤离热源，靠聚合放热维持反应进行，直到整个色谱柱内的所有原料全部反应；ｄ、用乙醇冲洗聚合物，得到产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：燕青芝，冯巧，葛昌纯，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11[]
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