[发明专利]一种磁响应高吸水性树脂的制备方法

说明书

一种磁响应高吸水性树脂的制造方法，该方法以磁性纳米粒子和丙烯酸为主要原料，首先对磁性纳米粒子进行表面改性接枝上端炔基，然后用丙烯酸制备具有叠氮基的丙烯酸预聚体，最后通过点击化学方法，在铜(Ⅰ)催化下表面接枝端炔基的纳米磁性粒子和叠氮基丙烯酸预聚体发生1,3偶极环加成反应，得到具有磁响应性的高吸水性树脂。本发明方法采用点击化学方法制备条件温和、反应产率高，具有磁响应功能的高吸水性树脂可以应用于环境处理、物质分离和药物运载等领域。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及一种磁响应高吸水性树脂的制备方法，具体涉及聚丙烯酸型磁响应高吸水树脂的制备方法。

背景技术

随着科技水平的进步，人们的生活质量也越来越高，各种新材料在生活中起到举足轻重的作用。

高吸水性树脂是一种具有三维网络状结构的新型功能性高分子材料，可吸收自身重量数百至上千倍的水或溶液，在诸多领域都得到了应用和研究，如园林保水剂、工业吸收剂、调剖堵水剂、调湿剂、医药、化妆品、日用卫生用品和食品保鲜材料，以及环境处理、药物运载、物质分离等方面，因此其应用开发前景非常广阔。目前，聚丙烯酸型高吸水树脂以其吸水倍率高、质量稳定、成本低、不会引起腐烂性的分解、安全卫生等优势而占据大部分市场份额。

在蛋白质分离、重金属处理、药物精确运载等方面，传统的吸水性树脂只能完成物质吸附，而不能实现物质运输。制备具有物质运输能力的刺激响应性材料已经成为材料研究领域的热点方向。磁响应高吸水性树脂是指对磁场或磁性作用具有特殊响应的智能树脂。相比其他传统刺激(如pH和温度)，磁性作用是一种无接触作用且作用力大小易于控制，磁响应吸水性树脂在物质运输方面具有更好的操作性。目前存在的磁响应物质中，如中国专利CN103159891B和中国专利CN102049243B分别公开了一种磁性修饰超高交联树脂及其制备方法，但是这两种树脂都以苯乙烯为骨架，吸附能力有限。中国专利CN102875823B公布的磁性凝胶制备方法为物理掺杂法，存在磁性粒子的团聚问题；中国专利CN1152055C公开了一种磁性微球的表面修饰方法，该方法将磁性粒子、有机单体及反应助剂一步加入，磁性粒子表面修饰效率较低，存在反应不均匀问题。

中国专利CN104987513A则公开了一种利用点击化学制备的糖响应材料，但是该材料是一种表面为聚乙二醇嵌段共聚物的前驱体材料，需要负载在一定基体上才能应用。中国专利CN105013443A公开了一种点击化学方法制备的氨基双四唑型材料，该材料局限于对重金属离子的处理。

为此，需要一种新型的材料，能够在保持高吸水性的同时具有高度的响应性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁响应高吸水性树脂，旨在解决现有吸水性树脂不具备环境敏感性的问题。

本发明是这样实现的，一种磁响应高吸水性树脂，包含0.5-40wt％的磁性纳米粒子和60-99.5wt％的聚丙烯酸类化合物；所述磁性纳米粒子与所述聚丙烯酸类化合物通过点击化学方法生成的1,2,3-三唑杂环连接；所述磁性纳米粒子的粒径为50-1000nm。本方案提供的磁响应高吸水性树脂同时具备磁响应性和高吸水能力，可以根据需要调节磁性纳米粒子的含量从而改变其敏感性和吸水能力。实现了高吸水性树脂的高效磁响应性改性，扩大高吸水性树脂，特别是聚丙烯酸树脂的应用领域。

本发明的进一步技术方案是：所述磁性纳米粒子的粒径为100-800nm。该粒径更有利于树脂的合成。

本发明的进一步技术方案是：所述磁性纳米粒子为镍粉和/或四氧化三铁粒子。镍粉和四氧化三铁粒子成本低廉，容易获得。

本发明的另一目的在于提供一种磁响应高吸水性树脂的制备方法。该方法包括以下步骤：

步骤A：制备端炔基化磁性纳米粒子；所述端炔基化磁性纳米粒子系将磁性纳米粒子在偶联剂溶液中预处理后与端炔基化试剂反应获得；