[发明专利]一种聚芳醚酮多孔微球及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚芳醚酮多孔微球及其制备方法，以1,3,5‑苯三甲酰氯、二苯醚为原料，二氯甲烷等作溶剂，四氯化钛作催化剂，通过傅克酰基化反应进行沉淀聚合，合成出聚芳醚酮。用扫描电子显微镜、热重测试、红外光谱等进行表征。结果表明，聚芳醚酮材料呈现规则的球状结构、不溶于大部分有机溶剂且内部具有大量的不规则孔洞，可在催化剂载体、吸附分离等领域产生较为重要的应用。

技术领域

本发明涉及一种聚芳醚酮多孔微球及其制备方法，属于多孔材料技术领域。

背景技术

多孔聚合物微球是采用高分子合成手段制备的具有多孔结构的聚合物球形颗粒。此类材料具有制备方法多样、易修饰、孔径尺寸可调控等特点，在色谱填料、催化剂载体、生物分析、复合材料等方面具有广泛的应用。悬浮聚合法是制备多孔微球的主要方法，先在单体中加入致孔剂进行悬浮聚合，聚合结束后再将致孔剂除去，致孔剂原来占有的空间被保留下来，使微球具有多孔结构。杨淑静等人以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)与甲苯的混合溶液作为致孔剂，采用两步种子溶胀聚合法合成了单分散性良好的聚苯乙烯多孔微球，微球粒径为5μm，比表面积为562m²/g。研究表明，经重氮化改性、光照交联后，聚合物多孔微球在多孔结构、高交联度和机械性能稳定等方面具有优势。多孔的结构导致其比表面积大、渗透压小，而高交联度可以使其具有稳定的机械性能，可作为色谱固定相实现多种非极性物质和极性物质的分离。(参见：Tao Xu,Bing Yu,Xiaoyuan Zhang,Hongbo Zhang,Hailin Cong,Shujing Yang.Synthesis and application of clusters of PS porousmicrospheres.Integrated Ferroeletrics,2016,171,101-107.)

孔祥正等人以甲苯二异氰酸酯为原料、以水和丙酮的混合溶剂作为致孔剂，通过一步沉淀聚合法制备了聚脲多孔微球，粒子尺寸分布在10μm～40μm之间，孔径分布在2nm～1000nm之间，比表面积可达161.68m²/g。然后，用戊二醛对聚脲多孔微球进行活化后，固定荧光假单胞菌脂肪酶，用于催化棕榈酸对硝基苯酯水解反应、1-苯乙醇与醋酸乙烯酯酯交换反应，以及用于(R,S)-1-苯乙醇的手性拆分。结果表明，与游离酶相比，固定酶对温度和pH值的适应性提高，在有机溶剂中的催化活性和对手性化合物的选择性变好。(参见：HuiHan,Shusheng Li,Xiaoli Zhu,Xubao Jiang,Xiangzheng Kong.One step preparationof porous polyurea by reaction of toluene diisocyanate with water and itscharacterization.RSC Advances,2014,4:33520-33529.)

虽然多孔微球的材质、尺寸、孔径、比表面积、应用等得到了大量的研究和探索，但是，致孔剂在绝大多数多孔微球的制备过程中是不可缺少的，如上述研究中的邻苯二甲酸二丁酯、甲苯、水、丙酮等。由于在制备过程中需要使用致孔剂，而最终产物中需要将致孔剂去除，因此，这种方法得到的多孔微球或多或少的存在致孔剂残留，对后续应用将产生一定的影响。而且，现有的制备过程多使用交联剂，搅拌、加热等条件，不仅过程复杂，而且能耗较高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种聚芳醚酮多孔微球及其制备方法。本发明独辟新径，以聚芳醚酮中的刚性二苯甲酮作为微球的基本结构，使所得的聚芳醚酮微球中因刚性结构的支撑而本身产生大量的空洞，从而不必使用致孔剂，简化了合成与后处理步骤、提高了微球的化学结构的纯度。而且，微球的化学合成原理较为简单，在室温下经自沉淀过程即可完成，无需搅拌、加热等过程，能耗相对较低。

本发明的技术方案如下：

一种聚芳醚酮多孔微球，该多孔微球的化学结构在空间上具有式(I)所示的重复单元：

(I)。