[发明专利]包含固体颗粒材料的聚合物珠

说明书

发明领域

本发明通常涉及包含固体颗粒材料的聚合物珠、涉及用于制备该聚合物珠的方法、并且涉及该聚合物珠的应用。聚合物珠特别适合用于从水中除去不合意的污染物，并且因此参考此应用在本文中描述本发明将是便利的。然而，应当理解的是，聚合物珠还可以用于其他应用。

发明背景

在世界的大多数地区，人类获取饮用水的途径是不足的。因此，显著的研究已经指向开发用于从水中除去污染物的产品和工艺以使水适于饮用。

例如，已经将聚合物珠应用于处理被溶解的有机碳(DOC)污染的水。在该情况下，污染的水内的DOC可以被吸附到聚合物珠的表面上。还可以向聚合物珠提供离子交换能力以提供在本领域中通常被称为离子交换树脂的那些。向聚合物珠提供离子交换能力可以提高其污染物除去效率。

在使用中，可以将具有或不具有离子交换能力的聚合物珠装填到柱内并且使污染的水经过柱用于纯化。然而，这种从水中除去污染物的“填充柱”方法在其效率方面可以是有限的。

应用具有或不具有离子交换能力的聚合物珠的替代方法包括在容器中搅拌聚合物珠与污染的水。这种方法允许聚合物珠具有与污染的水的最大接触。然而，随后从水中分离聚合物珠(其通常是相当小的)可以证明是困难的。

具有分布于其中的固体颗粒材料的聚合物珠可以通过增加聚合物珠的密度或通过提供另一种性质例如可以被用于从水中分离聚合物珠的磁性易感性提高其从水中分离的容易度。

WO 96/07675公开包含固体颗粒材料的聚合物珠。聚合物珠可以被提供有离子交换能力并且被发现在从水中除去污染物例如DOC上是有效的。

尽管存在适合用于从水中除去污染物的有效的聚合物珠，仍然有机会开发在已知的聚合物珠技术上改进或至少提供已知的聚合物珠技术的有用的替代方案的新的聚合物珠技术。

发明概述

本发明提供聚合物珠，所述聚合物珠包含聚合物基体并且具有点蚀面(pitted surface)，聚合物基体(i)包含(a)至少一种单烯属不饱和单体和(b)至少一种交联单体的聚合的单体残基并且(ii)具有分布于其中的固体颗粒材料和聚合物致孔剂，所述至少一种交联单体具有被至少4个连续的非环原子分开的至少两个烯属不饱和基团。

本发明还提供用于生产聚合物珠的工艺，所述聚合物珠(i)具有点蚀面并且(ii)将聚合物基体固体颗粒材料包含在珠内；所述工艺包括：

(i)提供具有分散相和连续相的分散体，分散相包含：

(a)可聚合的单体组合物，

(b)固体颗粒材料，以及

(c)聚合物致孔剂；

其中，可聚合的单体组合物包含：

(a)至少一种单烯属不饱和单体，以及

(b)至少一种交联单体，其具有被至少4个连续的非环原子分开的至少两个烯属不饱和基团；以及

(ii)使可聚合的单体组合物聚合以形成珠的聚合物基体。

现在，已经发现，具有点蚀面的聚合物珠可以使用分散聚合技术制备，其中分散相包含可聚合的单体、固体颗粒材料和聚合物致孔剂的独特的组合物。已经发现聚合物珠的点蚀面改进珠从水中除去污染物例如DOC的能力。

本领域的技术人员将熟悉在制备聚合物珠中使用致孔剂以将孔隙度赋予到整个聚合物珠的聚合物基体中。惊人地，使用根据本发明的聚合物致孔剂在整个聚合物珠中产生相对低的孔隙度，并且反而促进在聚合物珠表面上的意外的点蚀。具有这种点蚀面形态学的聚合物珠已经被有利地示出为呈现出用于从水中除去污染物例如DOC的改进的性质。

在一个实施方案中，分散相是有机相，并且连续相是水相。

在另一个实施方案中，聚合物珠被提供有离子交换能力。在该情况下，使用包含具有向珠的聚合物基体提供或在反应时提供离子交换位点的官能团的一种或更多种官能单体的可聚合的单体组合物生产聚合物珠。

在一个实施方案中，至少一种单烯属不饱和单体和/或至少一种交联单体是具有提供或在反应时提供离子交换位点的官能团的官能单体。

在另一个实施方案中，聚合物珠具有或在经历反应时提供离子交换能力。

在另外的实施方案中，聚合物基体包含具有提供或在反应时提供聚合物珠的离子交换位点的官能团的一个或更多个官能单体的聚合的单体残基。

在另一个实施方案中，至少一种单烯属不饱和单体和/或至少一种交联单体的聚合的单体残基是聚合的官能单体残基。