親水性離子對色譜填料的合成方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)是涉及離子對色譜填料的親水性離子對色譜填料的合成方法，用于制作色譜填料。本發(fā)明專利技術(shù)采取溶脹聚合法合成的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球與氯甲基化試劑三聚甲醛和濃鹽酸進(jìn)行氯甲基化反應(yīng)，制得氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球后再與氫氧化鈉進(jìn)行羥基化反應(yīng)，生成表面含有羥基基團(tuán)的高交聯(lián)親水乙基苯乙烯-二乙烯苯填料，或者再與氨水進(jìn)行氨解反應(yīng)，生成表面含有伯胺基基團(tuán)的高交聯(lián)親水乙基苯乙烯-二乙烯苯填料的技術(shù)方案，解決了離子色譜分析系統(tǒng)的其他部件需具有高的有機(jī)溶劑耐受性要求或表面的改性反應(yīng)控制難度大、產(chǎn)品一致性差、需要進(jìn)行篩選、成功率低和成本高的技術(shù)問題。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
親水性離子對色譜填料的合成方法
本專利技術(shù)涉及離子對色譜填料，具體的講是一種親水性離子對色譜填料的合成方法。
技術(shù)介紹
離子對色譜是分析表面活性劑的一種很好的手段。交聯(lián)苯乙烯-二乙烯苯填料是常用的離子對色譜填料，雖然合成的高交聯(lián)度苯乙烯-二乙烯苯填料比十八烷基硅烷鍵合硅膠填料具有耐受酸堿度的范圍寬而不會被分解、耐壓高和合成粒度可控性好等優(yōu)點(diǎn)，但是其表面具有很強(qiáng)的疏水性，需要加入大量的有機(jī)溶劑進(jìn)行改性以縮短分析時間，這對離子色譜分析系統(tǒng)的其他部件提出了較高的有機(jī)溶劑耐受性要求。對高交聯(lián)度的苯乙烯-二乙烯苯進(jìn)行親水性改性最常見的方法的是用濃硫酸對其表面進(jìn)行輕度磺化，比如中國專利技術(shù)專利申請，申請公布號CN102500431A《一種表面接枝型陰離子色譜填料的制備方法》就采用濃硫酸對聚苯乙烯-二乙烯基苯微球進(jìn)行磺化處理，但是對離子對色譜填料來說，利用濃硫酸進(jìn)行磺化處理的缺點(diǎn)是表面的磺化反應(yīng)控制難度大，得到的產(chǎn)品一致性差，需要進(jìn)行篩選，成功率低，進(jìn)而成本高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決加入大量的有機(jī)溶劑對苯乙烯-二乙烯苯進(jìn)行改性，離子色譜分析系統(tǒng)的其他部件需具有高的有機(jī)溶劑耐受性要求，而采用濃硫酸磺化進(jìn)行改性，表面的磺化反應(yīng)控制難度大、產(chǎn)品一致性差、需要進(jìn)行篩選、成功率低和成本高的技術(shù)問題，提供一種制作成本低、效率高、成功率高和表面親水容量容易控制的親水性離子對色譜填料的合成方法。為了解決上述的技術(shù)問題，本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案是：一種親水性離子對色譜填料的合成方法，包括單體乙基苯乙烯和二乙烯苯的混合物、溶解的保護(hù)膠體試劑和引發(fā)劑采用溶脹聚合法合成的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球，所述乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球以路易斯酸為催化劑，與氯甲基化試劑三聚甲醛和濃鹽酸進(jìn)行氯甲基化反應(yīng)，制得氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球后再與氫氧化鈉進(jìn)行羥基化反應(yīng)，生成表面含有羥基基團(tuán)的高交聯(lián)親水乙基苯乙烯-二乙烯苯填料，或者所述乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球以路易斯酸為催化劑，與氯甲基化試劑三聚甲醛和濃鹽酸進(jìn)行氯甲基化反應(yīng)，制得氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球后再與氨水進(jìn)行氨解反應(yīng)，生成表面含有伯胺基基團(tuán)的高交聯(lián)親水乙基苯乙烯-二乙烯苯填料。本專利技術(shù)采取了與現(xiàn)有用濃硫酸對苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球磺化處理或加入大量的有機(jī)溶劑進(jìn)行改性不同的技術(shù)方案。采用三聚甲醛和濃鹽酸作為氯甲基化試劑，避免使用現(xiàn)有氯甲基化技術(shù)中采用劇毒致癌的氯甲基醚試劑。氫氧化鈉在已經(jīng)氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球表面進(jìn)行水解，生成含有羥基的活性基團(tuán)，進(jìn)而增加了親水性；氨水與已經(jīng)氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球表面進(jìn)行氨解反應(yīng)，生成含有伯胺基基團(tuán)的活性基團(tuán)，進(jìn)而增加了親水性。本專利技術(shù)合成方法制成的親水性離子對色譜填料表面羥基化、氨解反應(yīng)容易控制、產(chǎn)品一致性好、成功率高和成本低。用本專利技術(shù)填料制作的色譜柱性能具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，與現(xiàn)有離子對色譜填料制作的色譜柱相比，大大提高了分析效率。單體乙基苯乙烯和二乙烯苯的混合物、溶解的保護(hù)膠體試劑和引發(fā)劑在氮?dú)獾姆諊聰嚢琛⒓訜幔捎萌苊浘酆戏ê铣山宦?lián)度為70-85%乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球。單體乙基苯乙烯和二乙烯苯的混合物、溶解的保護(hù)膠體試劑和引發(fā)劑在氮?dú)獾姆諊聰嚢琛⒓訜幔捎萌苊浘酆戏ê铣山宦?lián)度為75-80%乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球。75-80%是優(yōu)選的交聯(lián)度。保護(hù)膠體試劑有聚乙烯醇、明膠和輕質(zhì)碳酸鈣等多種選擇。引發(fā)劑有過氧化(二)苯甲酰、過氧化十二酰和過氧化正辛酰等多種選擇。路易斯酸包括無水氯化鋁、無水氯化鋅、無水氯化鐵、三氟化硼、五氯化鈮等多種催化劑。單體乙基苯乙烯和二乙烯苯的混合物、溶解的保護(hù)膠體試劑和引發(fā)劑采用先在25-35攝氏度下攪拌溶脹25-23小時，再在77.5-82.5攝氏度攪拌反應(yīng)4.5-3.5小時，最后熟化在87.5-92.5攝氏度攪拌反應(yīng)10.5-9.5小時溶脹聚合法合成乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球。乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球與三聚甲醛和濃鹽酸溶液在50-70攝氏度下，無水氯化鋁催化作用下處理2.2-1.8小時，制得氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球。乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球與三聚甲醛和濃鹽酸溶液在55-65攝氏度下，無水氯化鋁催化作用下處理2.1-1.7小時，制得氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球。55-65攝氏度下處理2.1-1.7小時是優(yōu)選的數(shù)據(jù)。氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球與氫氧化鈉在85-95攝氏度攪拌進(jìn)行羥基化反應(yīng)26-22小時。氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球與氫氧化鈉在87-93攝氏度攪拌進(jìn)行羥基化反應(yīng)25-23小時。87-93攝氏度羥基化反應(yīng)25-23小時是優(yōu)選的數(shù)據(jù)。氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球與氨水在55-65攝氏度，攪拌進(jìn)行氨解反應(yīng)2-0.5小時。氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球與氨水在57-63攝氏度，攪拌進(jìn)行氨解反應(yīng)1.7-0.8小時。57-63攝氏度氨解反應(yīng)1.7-0.8小時是優(yōu)選的數(shù)據(jù)。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：本專利技術(shù)采用三聚甲醛和濃鹽酸作為氯甲基化試劑，氫氧化鈉使已經(jīng)氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球表面進(jìn)行水解，生成含有羥基的活性基團(tuán)，或者氨水使已經(jīng)氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球表面進(jìn)行氨解反應(yīng)，生成含有伯胺基基團(tuán)的活性基團(tuán)制成的填料無需加入大量的有機(jī)溶劑進(jìn)行改性，表面羥基化、氨解反應(yīng)控制容易、產(chǎn)品一致性好、成功率高和成本低。用本專利技術(shù)填料制作的色譜柱性能有顯著的優(yōu)點(diǎn)，與現(xiàn)有親水性離子對色譜填料制作的色譜柱相比，大大提高了分析效率。附圖說明圖1是實(shí)施例1合成填料制作的色譜柱對十二烷基磺酸鈉、十四烷基磺酸鈉和十六烷基磺酸鈉混合標(biāo)樣檢測的譜圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例一去離子水500毫升，加入3克保護(hù)膠體試劑聚乙烯醇，攪拌溶解。含量80%的二乙烯苯和溶解于甲苯中的引發(fā)劑過氧化(二)苯甲酰裝入棕色瓶中，充入氮?dú)饷荛]，于4攝氏度保存?zhèn)溆谩Ｓ谘b配好攪拌器和回流冷凝器的1000毫升三頸瓶中，加入1中溶解好的聚乙烯醇溶液，再加入1中混合單體和種子5毫升，在氮?dú)夥諊拢仍?0攝氏度下攪拌溶脹24小時，再在80攝氏度攪拌反應(yīng)4小時，最后熟化在90攝氏度攪拌反應(yīng)10小時，取出充分洗滌抽濾并干燥，制得交聯(lián)度80%的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球。將2中制得的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球烘干后取10克，在催化劑無水氯化鋁催化作用下，與氯甲基化試劑三聚甲醛和濃鹽酸溶液進(jìn)行氯甲基化反應(yīng)，反應(yīng)溫度60攝氏度，反應(yīng)時間2小時，取出充分洗滌抽濾并干燥，制得氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球。將3中制得氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球在1摩爾的氫氧化鈉溶液中90攝氏度攪拌反應(yīng)24小時。溶脹聚合法合成的交聯(lián)度為80%的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球成為表面含有羥基基團(tuán)的高交聯(lián)親水乙基苯乙烯-二乙烯苯填料。填料經(jīng)過洗滌干燥并用索氏提取器提取，24小時烘干備用。色譜柱性能測試。將上面烘干備用的填料4克，在50毫升超純水中超聲勻漿20分鐘，于30兆帕條件下裝柱（ID4,6毫米X200毫米）。用4毫摩爾/升氫氧化四丁基胺（其中溶解5%乙腈）為淋洗液，陰離子抑制器和五極電導(dǎo)檢測器進(jìn)行檢測，進(jìn)樣濃度本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種親水性離子對色譜填料的合成方法，包括單體乙基苯乙烯和二乙烯苯的混合物、溶解的保護(hù)膠體試劑和引發(fā)劑采用溶脹聚合法合成的乙基苯乙烯?二乙烯苯聚合物微球，其特征在于所述乙基苯乙烯?二乙烯苯聚合物微球以路易斯酸為催化劑，與氯甲基化試劑三聚甲醛和濃鹽酸進(jìn)行氯甲基化反應(yīng)，制得氯甲基化的乙基苯乙烯?二乙烯苯聚合物微球后再與氫氧化鈉進(jìn)行羥基化反應(yīng)，生成表面含有羥基基團(tuán)的高交聯(lián)親水乙基苯乙烯?二乙烯苯填料，或者所述乙基苯乙烯?二乙烯苯聚合物微球以路易斯酸為催化劑，與氯甲基化試劑三聚甲醛和濃鹽酸進(jìn)行氯甲基化反應(yīng)，制得氯甲基化的乙基苯乙烯?二乙烯苯聚合物微球后再與氨水進(jìn)行氨解反應(yīng)，生成表面含有伯胺基基團(tuán)的高交聯(lián)親水乙基苯乙烯?二乙烯苯填料。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種親水性離子對色譜填料的合成方法，包括單體乙基苯乙烯和二乙烯苯的混合物、溶解的保護(hù)膠體試劑和引發(fā)劑采用溶脹聚合法合成交聯(lián)度為70-85%的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球，其特征在于所述乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球以路易斯酸為催化劑，與氯甲基化試劑三聚甲醛和濃鹽酸進(jìn)行氯甲基化反應(yīng)，制得氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球后再與氫氧化鈉進(jìn)行羥基化反應(yīng)，生成表面含有羥基基團(tuán)的高交聯(lián)親水乙基苯乙烯-二乙烯苯填料，或者所述乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球以路易斯酸為催化劑，與氯甲基化試劑三聚甲醛和濃鹽酸進(jìn)行氯甲基化反應(yīng)，制得氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球后再與氨水進(jìn)行氨解反應(yīng)，生成表面含有伯胺基基團(tuán)的高交聯(lián)親水乙基苯乙烯-二乙烯苯填料；乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球與三聚甲醛和濃鹽酸溶液在50-70攝氏度下，無水氯化鋁催化作用下處理2.2-1.8小時，制得氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球；氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球與氫氧化鈉在85-95攝氏度攪拌進(jìn)行羥基化反應(yīng)26-22小時；氯甲基化的乙基苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球與氨水在55-65攝氏度，攪拌進(jìn)行氨解反應(yīng)2-0.5小時。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的親水性離子對色譜填料的合成方法，其特征在于單體乙基苯乙烯和二乙烯苯的混合物、溶解的保護(hù)膠體試劑和引發(fā)劑在氮?dú)獾姆諊聰嚢琛⒓訜幔捎萌苊浘酆?..

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：崔成來，許愛華，張彬彬，史振舉，
申請(專利權(quán))人：青島盛瀚色譜技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37