[发明专利]离子液体以及以其为溶剂制备芳香族聚合物微球的方法

说明书

技术领域

本发明涉及芳香族聚合物微球的制备方法，特别涉及制备芳香族聚合物微球过程中的溶剂。

背景技术

芳香族聚合物具有高强度、高模量、耐高温的特性，是国防军工和特种工业的重要材料。芳香族聚合物属于刚性棒状高分子，大分子间内聚能较大，难于溶解，仅能在强酸或极性很强的有机溶剂中溶解。美国专利3767756和5296185分别公开了聚对苯二甲酰对苯二胺和聚对苯撑苯并双噁唑在强酸中溶解和纺丝成形方法。然而强酸有很大的腐蚀性，给工业生产的设备和操作带来很多不便，同时溶解时容易造成大分子的降解；而采用传统的有机溶剂，一方面有机溶剂的挥发性对环境和操作人员造成很大危害，回收利用成本较高，另一方面为了提高芳香族聚合物在有机溶剂中的溶解性，往往需要在有机溶剂中添加无极物如LiCl，而LiCl的加入同样容易引起大分子的降解。室温离子液体是近年来兴起的一类绿色溶剂，具有不易挥发、稳定性好、熔点范围宽、溶解范围广、易分离回收等优点，近年来多方面的深入研究解决了其对空气和水不稳定的问题，从而广泛应用于电化学、化工分离、化学反应等领域。中国专利CN1706996A公开了离子液体和采用该离子液体制备全芳香族合成纤维的方法。

高分子微球是指粒径在纳米级至微米级，形状为球形或其他几何体的高分子材料。微球因其特殊尺寸和特殊结构在许多重要领域起到了特殊而关键的作用，不同粒径和形貌的微球具有不同的功能和用途。高分子微球主要有以下几个功能：微存储器、微反应器、微分离器和微结构单元，它们的应用几乎涉及到所有领域，从一般工业应用到高尖端领域，如生物化学领域、医疗和医药领域、电子信息领域等。

本发明以离子液体为溶剂，采用反相悬浮法制备芳香族聚合物微球。芳香族聚合物溶液和芳香族聚合物微球的制备过程都是物理过程，未发生化学反应。制备工艺简单，对设备要求较低，所用离子液体可回收重复使用，是一种环境友好的新工艺。所制备的芳香族聚合物微球具有较好的机械性能和良好的热稳定性，具有合适的粒径及粒径分布。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种离子液体以及以其为溶剂制备芳香族聚合物微球的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种离子液体，由阳离子和阴离子组成，其特征在于，所述的阳离子为取代基是氢，C1-C6的烷基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、羟乙基、羟丙基中的一种或一种以上的烷基季铵离子、烷基季磷离子、烷基咪唑离子或烷基吡啶离子；所述的阴离子为卤素离子、BF₄^-、PF₄^-、SCN^-、CN^-、OCN^-、CNO^-、CF₃SO₃^-、CF₃COO^-、(CF₃SO₂)₂N^-或(CF₃SO₂)₂Cl^-中的一种。

一种离子液体为溶剂制备芳香族聚合物微球的方法，其特征在于，以离子液体为溶剂，采用反相悬浮法制备芳香族聚合物微球，具体包括以下步骤：

(1)芳香族聚合物溶液的制备：在20～40℃的温度下，将芳香族聚合物按质量体积比为1:20～50g/mL加入到离子液体中，先溶胀0.5～2h，然后于60～120℃下搅拌溶解4～10h，使芳香族聚合物完全溶解，得到芳香族聚合物溶液；

(2)反相悬浮：在60～100℃温度下，加入油相和乳化剂，芳香族聚合物溶液与油相的体积比为1:3～6，乳化剂与油相的体积比为1:40～100，在300～900r/min的转速下搅拌10～30min，形成反相悬浮体系；

(3)程序降温：调节温度，使反相悬浮体系以0.5℃/min的速度降温至25～50℃，芳香族聚合物溶液凝结成液滴；

(4)微球的固化：加入固化剂，芳香族聚合物溶液与固化剂的体积比为1:2～3，加完固化剂后降低转速，继续搅拌10～30min，芳香族聚合物溶液液滴固化，形成芳香族聚合物微球；

(5)洗涤：温度降至室温，将微球从反应液中过滤出来，用1～2陪体积的去离子水洗涤3～6次，然后将微球浸泡在去离子水中48h后即可得到芳香族聚合物微球。