[发明专利]极性聚合物微颗粒、制备方法及其用途

说明书

本发明提供一种极性聚合物微颗粒、制备方法及其用途，属于聚合物合成技术领域，制备方法包括如下步骤：将马来酸酐、N‑乙烯吡咯烷酮、乙烯基醚和引发剂在有机溶剂中混合均匀得聚合反应体系，在搅拌下发生聚合反应，反应结束后过滤、洗涤、干燥，得到所述的极性聚合物微颗粒，即P(MA‑DE‑NVP)微颗粒。本发明制备方法简单易行，产率高，能够增加微颗粒表面的柔软度，使得微颗粒更易溶胀和改性。本发明微颗粒具有亲水性、较高的比表面积和吸附容量，微颗粒的粒径小、粒径分布较窄，对亲水性物质的吸附容量较大，可用于水体中有机污染物的吸附与分离。

技术领域

本发明属于聚合物合成技术领域，具体涉及极性聚合物微颗粒、制备方法及其用途。

背景技术

随着近年来工业的发展，尤其是有机化工、石油化工、医药、农药、杀虫剂以及除草剂等生产工业的迅速发展，有机化合物的种类和产量与日俱增，工业发展的同时也影响了人类赖以生存的环境，各种工业废水和生活污水未达到国家排放标准就直接进入水体。工业废水及生活污水中的有机化合物降解缓慢，且当它们进入包气带和含水层后，其残留物可维持数十乃至上百年，对环境的影响和人体健康的危害大多具有不可逆性。其中，有机酚类和胺类物质作为制药、染料和纺织工业的重要化工原料，同时也是环境中的重要污染物。这些物质毒性大，有明显的致癌作用和毒性遗传性，被列入我国十四类环境典型污染物黑名单。有机化工废水浓度大、盐分高、污染物难以生物降解，是水污染控制的难点。目前，有机化工废水的处理方法有：湿式氧化法、催化氧化法、臭氧氧化法、焚烧法、浓缩法、电渗析和反渗透法、吸附法、混凝沉淀法以及稀释生化法等。其中，吸附法是一种低能耗的固相萃取分离方法，因此，受到广泛的重视且在工业上已得到广泛应用。

树脂聚合物作为一种新型的有机吸附材料，被广泛应用于生物工程、药物合成、食品加工的分离、提纯和检测中。近年来，各种凝胶、大孔的苯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂在废水的治理和资源化中发挥了重要的作用。这类树脂大多是选用疏水性的单体聚合而成，对环境水体中大部分疏水性物质具有很好的吸附性能。为了提高对水体中亲水性物质的吸附去除效果，开发新型亲水性聚合物，是未来树脂合成领域重要研究之一。目前，针对亲水性树脂类聚合物的研究，主要集中于对聚合物的结构修饰，引入极性的基团(乙酰基、羟甲基、苯酰基、邻羧基苯甲酰基、季铵基等)，来增强树脂聚合物的亲水性，以提高对亲水性物质的吸附容量。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种以马来酸酐、N-乙烯吡咯烷酮、乙烯基醚(DE)为单体，一步聚合合成粒径可控制的P(MA-DE-NVP)微颗粒的极性聚合物微颗粒的制备方法，该制备方法简单易行，产率高；得到的P(MA-DE-NVP)微颗粒具有较高的亲水性、比表面积和吸附容量。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

极性聚合物微颗粒的制备方法，包括如下步骤：

将马来酸酐、N-乙烯吡咯烷酮、乙烯基醚和引发剂在有机溶剂中混合均匀得聚合反应体系，在搅拌下发生聚合反应，反应结束后过滤、洗涤、干燥，得到所述的极性聚合物微颗粒，即P(MA-DE-NVP)微颗粒。

马来酸酐(MA)中的酸酐基团具有较高的反应活性和极性，可与多种供电性单体形成电荷转移络合物从而发生交替共聚反应；N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)含有亲水性的N原子和羰基基团，具有较强的极性，N原子上连接有一个不饱和的活泼乙烯基(CH2＝CH-)极容易发生聚合反应。本发明制备方法以马来酸酐、N-乙烯吡咯烷酮、乙烯基醚(DE)为单体，一步聚合合成粒径可控制的P(MA-DE-NVP)微颗粒，简单易行，产率高；得到的P(MA-DE-NVP)微颗粒不仅具有亲水性和憎水性(水接触角小于35°)，对各类极性、非极性化合物具有较平衡的吸附作用，而且具有较高的比表面积和介孔(介孔的具有较窄的孔径分布，集中分布在5-10nm)，对亲水性物质的吸附容量较大。本发明制备方法还能够增加微颗粒表面的柔软度，使得微颗粒更易溶胀和改性。

优选的，引发剂为偶氮二异庚或过氧化月桂酰。