一种CO2响应性超支化聚合物及其制备方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106046247A(43)申请公布日2016.10.26(21)申请号201610546496.1C02F103/08(2006.01)(22)申请日2016.07.08(71)申请人浙江工业大学地址310014浙江省杭州市下城区潮王路18号浙江工业大学科技处(72)发明人张祺付密林王建黎(74)专利代理机构杭州天正专利事务所有限公司33201代理人黄美娟王兵(51)Int.Cl.C08F220/34(2006.01)C08F222/18(2006.01)C08F220/38(2006.01)C08F6/12(2006.01)C02F1/44(2006.01)权利要求书3页说明书6页(54)发明名称一种CO2响应性超支化聚合物及其制备方法与应用(57)摘要本发明提供了一种CO2响应性超支化聚合物，其按如下之一方法制备得到：(1)以具有CO2响应性的单体、催化剂、配体、引发剂型单体、溶剂为原料，采用ATRP法，制得目标产物；(2)以具有CO2响应性的单体、链转移剂型单体、引发剂、溶剂为原料，采用RAFT法，制得目标产物；本发明CO2响应性超支化聚合物可作为正渗透汲取溶质，具体应用于正渗透海水淡化过程中：向汲取液中通入CO2，聚合物溶于水形成高渗透压的汲取液，水通量大，逆向扩散小，停止扩散后，向汲取液中通入N2，聚合物会沉淀析出，通过过滤回收聚合物，用于下次正渗透，汲取溶质的回收操作简便、能耗低且可以重复使用。CN106046247ACN106046247A权利要求书1/3页1.一种CO2响应性超支化聚合物，其特征在于，所述的CO2响应性超支化聚合物按如下方法制备得到：以具有CO2响应性的单体、催化剂、配体、引发剂型单体、溶剂为原料，采用原子转移自由基聚合法，制得所述的CO2响应性超支化聚合物；所述具有CO2响应性的单体与引发剂型单体、催化剂、配体的物质的量之比为1：0.01～0.5：0.01～0.1：0.01～0.1；所述溶剂的物质的量与所述具有CO2响应性的单体和引发剂型单体的物质的量之和的比例为1～10：1；所述的催化剂为CuBr、CuCl或CuI；所述的配体为联吡啶、N,N,N,N,N-五甲基二亚乙基三胺或1,1,4,7,10,10-六甲基三亚乙基四胺；所述的溶剂为乙酸乙酯、二氯甲烷、四氢呋喃、丙酮、正己烷、石油醚、甲醇、乙醇或三氯甲烷；所述的引发剂型单体为BPEA、BIEM、BPEM或BIEA，其结构式如下所示：所述的具有CO2响应性的单体选自下列之一：(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基丙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基丁酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基丁酯、(甲基)丙烯酰胺二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酰胺二甲氨基丙酯、(甲基)丙烯酰胺二甲氨基丁酯、(甲基)丙烯酰胺二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酰胺二乙基氨基丙酯或(甲基)丙烯酰胺二乙基氨基丁酯。2.如权利要求1所述的CO2响应性超支化聚合物，其特征在于，所述的原子转移自由基聚合法的操作步骤为：在反应容器I中加入引发剂型单体、具有CO2响应性的单体、配体、溶剂，得到液体混合物，在室温条件下，搅拌并通N2除O215～60min；在反应容器II中加入催化剂，在室温条件下，通N2除O215～60min；在无氧条件下，将反应容器I中的液体混合物加入反应容器II中，然后将反应容器II置于40～80℃的恒温油浴锅中反应6～12h；反应完毕后，反应液经后处理，得到所述的CO2响应性超支化聚合物。3.如权利要求2所述的CO2响应性超支化聚合物，其特征在于，所述反应液后处理的方法为：反应完毕后，将反应液加入正己烷中，沉淀析出，倾除上层液体，沉淀用四氢呋喃溶解后进行过柱，所述过柱的方法为：以中性Al2O3为柱填料，四氢呋喃为洗脱剂，收集的洗脱液再用3500～12000分子量的透析袋透析，最后冷冻干燥即得所述的CO2响应性超支化聚合物。2CN106046247A权利要求书2/3页4.一种CO2响应性超支化聚合物，其特征在于，所述的CO2响应性超支化聚合物按如下方法制备得到：以具有CO2响应性的单体、链转移剂型单体、引发剂、溶剂为原料，采用可逆加成-断裂链转移法，制得所述的CO2响应性超支化聚合物；所述具有CO2响应性的单体与链转移剂型单体、引发剂的物质的量之比为1：0.02～0.1：0.002～0.01；所述溶剂的体积用量以具有CO2响应性的单体的物质的量计为0.5～5L/mol；所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉或2-羟基-1-[4-(羟基)苯基]-2-