接枝型偕胺肟树脂SiO2功能复合微粒的制备.pdf

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1、第27卷第3期应用化学Vo1．27No．32010年3月CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRYMar．2010接枝型偕胺肟树I]~／SiO2功能复合微粒的制备高学超高保娇(中北大学化工系太原030051)摘要用偶联剂y一(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对微米级硅胶进行了表面化学改性，采用溶液聚合法，在改性硅胶微粒表面接枝丙烯腈(AN)，制备了接枝微粒PAN／SiO。用盐酸羟胺对接枝PAN进行偕胺肟(AO)化转变，制得了接枝有偕胺肟树脂(PAO)的复合型功能微粒PAO／SiO：。采用红外

2、光谱(FT—IR)、热失重(TGA)及扫描电子显微镜(SEM)等测试技术，对接枝微粒PAN／SiO：以及功能微粒PAO／SiO进行了表征，考察了制备条件对AN的接枝聚合过程及对PAN的偕胺肟化转变过程的影响规律。结果表明，适宜的接枝聚合条件为：引发剂质量分数为1．5％，反应温度为75℃。接枝聚合5h可制得接枝度为0．14g／g的接枝微粒PAN／SiO：。受偕胺肟基团空间位阻的影响，PAN的偕胺肟化转变反应不能进行彻底，适宜的PAN／SiO：偕胺肟化转变反应条件为：介质pH值为6～7，温度70℃，反应时间4h。所制得的功能微粒P

3、AO／SiO：腈基转化率约为78％。关键词丙烯腈，接枝聚合，偕胺肟树脂，硅胶，功能微粒中图分类号：O631文献标识码：A文章编号：t000-0518(2010)03-0313-05D0I：10．3724／SP．J．1095．2010．90269聚丙烯腈(PAN)大分子链中的腈基可以和多种试剂反应，转变成各种功能性基团，比如，PAN与盐酸羟胺反应可制得偕胺肟型螯合树脂及纤维tl；PAN经氨解，可制备多氨基螯合纤维_2；通过水解可制备含共轭亚胺基团的吸附材料。其中，偕胺肟型螯合树脂在重金属离子的富集、回收、去除l4、尤其是海水中富

4、集铀酰离子’等方面具有重要的应用价值。据文献报道，将PAN先转变为偕胺肟树脂，然后用其溶液浸泡硅胶微粒，使偕胺肟树脂在硅胶微粒表面形成物理涂层，所制得的材料对铀酰离子具有很强的吸附作用。将功能大分子接枝于无机微粒表面，可使功能大分子的功能性与无机微粒优良的机械性能与热稳定性相结合。本文先通过“graftfrom”(“接枝于”)法，在溶液聚合体系中将丙烯腈接枝聚合于微米级硅胶表面，制备了复合微粒PAN／SiO【lo]，然后对接枝的PAN实施了偕胺肟(amidoxime)化转变，制得了接枝有偕胺肟树脂(PAO)的功能复合微粒PAO

5、／SiO，迄今尚未见类似的文献报道。功能复合微粒PAO／SiO，制备过程见Scheme1。(1)GraftpolymerizationofANOilMPS—Si02particles+”CH==CH——————'．．JCNMPS．Si0二童CH，。。一_一cH：叫：：o—i2009-04-09收稿，2009-06—15修回山西省自然科学基金资助项目(2008021013)通讯联系人：高保娇，女，教授；E-mail：gaobaojiao@126．con；研究方向：功能高分子材料的化学与物理314应用化学第27卷(2)Amidox

6、imetransformationofgraftedPANcCH+NH2OH~HC1+Na2c。—一C兰NcHz—cH廿H厂fHC三NC—NmOHINH2PAO／SiO2Scheme1IllustrationofpreparationprocessoffunctionalparticlesPAO／SiO21实验部分1．1试剂和仪器硅胶，粒径0．100—0．147mm，试剂级；7一(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS，商品名KH一570)，丙烯腈(AN)，盐酸羟胺(HAHC)，偶氮二异丁腈(ABIN)，均为分析纯试剂，丙烯腈

7、使用前经减压蒸馏提纯。Perkin—Elmer1700型傅里叶红外光谱仪(美国)，KBr压片；STA449型热重分析仪(德国耐驰公司)，空气气氛，升温速度为10~C／min；438VP型扫描电子显微镜(SEM，英国LEO公司)。1．2接枝微粒PAN／SiO2的制备参考文献[1O]方法，在装有电动搅拌器、回流冷凝管及温度计的四口烧瓶中依次加入1．23g改性微粒MPS／SiO2、100mL溶解有11．79mL丙烯腈的Ⅳ，N．二甲基甲酰胺(DMF)以及0．143g的偶氦二异丁腈。在N气气氛中于75℃恒温下，进行接枝聚合反应5h，得到

8、接枝微粒PAN／SiO：。1．3复合型功能微粒PAO／SiO：的制备将20mL浓度为1．0mol／L的盐酸羟胺溶液与20mL浓度为0．5mol／L的Na2CO溶液混合(混合液pH=6．5)，将混合溶液加入到四口瓶中，再加入1g接枝微粒PAN／SiO：，通入N2气加热至70℃，