[发明专利]一种液晶聚合物键合的全多孔球型硅胶的制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于一种有机无机杂化液相色谱固定相的制备方法，特别涉及采用表面引发-原子转移自由基聚合制备液晶聚合物键合的全多孔球型硅胶的方法。 

背景技术：

物质除了常见的固态、液态和气态外还存在非晶固态、液晶态、等离子态、超导态、中子态等其他聚集态。液晶是指存在或处于液晶态的物质。液晶态可以被看做是固态与液态之间的中间状态。当物质从固态加热至液态或从液态冷却至固态过程中就可能进入液晶状态。宏观上，液晶物质既保持了固态物质拥有的各向异性的特点，同时又具有液体的流动性。微观上，聚集的分子在一个或两个空间维度上具有有序性排列，而在至少一个维度上能够自由的相对移动。 

液晶的有序性结构使其许多物理性质具有各项异性的特点，包括折射率、介电常数、磁化率、电导率和粘度等。分子的有序结构很容易受到外部环境如光、电、温度、压力等条件的影响而发生变化。这些性质使液晶材料成为良好的信号表达和信号开关的介质。许多设备，如液晶显示器、液晶温度传感器等都是基于这种原理来工作的。一些液晶高分子在材料领域具有较高实用价值，如很高的强度和模量，较小的热涨系数等。 

色谱柱是高效液相色谱的重要组成部分，也是物质被分离的实际场所。色谱柱内填充的色谱填料对于样品的分离有着至关重要的影响，可以说是一台色谱仪器的最核心部分。按照色谱的一般理论，分离过程是被分析物发生在流动相与固定相（即色谱填料）之间的分配过程与速差运动。这一过程涉及到许多热力学和动力学因素，其中包含了固定相的各方面性质，如形貌，粒度大小和分布，孔结构和孔隙率，表面积和表面化学性质等诸多因素。对固定相性能的研究、改进和新型色谱固定相的研发都要需要从以上各方面来开展。从高效液相色谱建立至今，色谱固定相的研究与发展也经历数十年的时间。如今，商品化的色谱柱种类繁多，性能优良，基本可以满足各类相关行业的应用需求。但是新型色谱固定相的研发仍然是色谱工作者关注的重要课题之一，相关的工作不断的被发表，新材料和新的合成技术的发展也为固定相的研发工作提供了新的活力和强大支持。研究的成 果和方向包括：对传统固定相的改良，使用新的材料作为固定相的基质，使用新的有机合成技术和新的材料对表面进行改性，对固定相形貌、孔结构的改变和优化。 

液晶被用作气相色谱固定相始于上世纪60年代，后来得到广泛的应用和发展。液晶物质作为气相色谱固定相表现出对平面化合物特殊的选择性和分离机理，具有对几何形状的识别能力，如多环芳烃等在液晶固定相上能够得到有效的拆分。小分子液晶具有较高的流动性以及在有机溶剂中易溶解。将液晶直接涂覆到固定相表面无法用作液相色谱分离，因此早期的工作者将液晶小分子以单分子的形式键合到固定相表面，这种方法在很大程度上破坏了液晶分子之间的有序结构，因此色谱性能更多表现的是小分子本身的化学性质。Gritti F等自2000年开始将侧链型的聚硅氧烷液晶聚合物涂覆到硅胶表面制成液相色谱固定相。得益于聚合物的高粘度和对有机溶剂更强的耐受性，制备的固定相的稳定性得到提高。色谱性能上表现出对平面化合物的强保留和形状识别能力。2005年，这个研究小组制备了含有氯硅烷接枝基团的聚硅氧烷液晶聚合物制备出了键合型的聚硅氧烷液晶聚合物修饰硅胶。 

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种液晶聚合物键合的全多孔球型硅胶的制备方法，制备获得一种适用于液相色谱应用的液晶修饰的液相色谱固定相，通过在全多孔球型硅胶表面引入引发基团，采用表面引发-原子转移自由基聚合技术，将可聚合的液晶功能单体原位聚合到硅胶表面，从而得到表面化学键合的液晶聚合物修饰的全多孔球型硅胶。将制备的液晶聚合物键合的全多孔球型硅胶用作液相色谱固定相，对其色谱性能进行研究，结果表明，固定相具有弱的疏水作用和疏水选择性，对化合物的极性、平面性、平面形状具有良好的识别能力。固定相可以实现对多环芳烃混合物和胡萝卜素异构体的成功分离。 

本发明的目的可通过如下技术措施来实现： 

首先制备具有可聚合官能团的液晶功能单体，将具有引发基团的功能分子修饰到活化的全多孔硅胶表面，采用原子转移-自由基聚合的方法将液晶功能单体原位聚合到修饰了引发基团的全多孔硅胶表面，最后经过洗涤、真空干燥等措施得到液晶聚合物键合的全多孔球型硅胶。 

该方法按以下步骤进行：