[发明专利]一种异腈、硫和胺的多组分聚合制备聚硫脲的方法及该聚硫脲的应用

说明书

本发明属于含硫有机聚合物制备技术领域，公开了一种异腈、硫和胺的多组分聚合制备聚硫脲的方法及该聚硫脲的应用。所述方法为：在溶剂中，将胺单体、异腈单体和单质硫进行反应，冷却，沉淀，干燥，得到聚硫脲；所述胺单体为二元胺化合物，所述异腈单体为二元异腈化合物。本发明在室温和空气的条件下就可进行，方法简单，聚合反应产率高，原子经济性高，产物易分离；制备的聚硫脲富含N和S杂原子，具有特殊的光电性能，在生物、化学荧光检测和金属汞离子检测以及汞离子去除领域具有潜在独特的应用价值。本发明的聚硫脲对金属汞离子检测灵敏度高，对汞离子去除的效果好，其去除效率高于99.99％，达到饮用水的标准。

技术领域

本发明属于含硫有机聚合物制备技术领域，具体涉及一种异腈、硫和胺多组分聚合制备聚硫脲的方法及由该方法得到的聚硫脲的应用。

背景技术

在聚合物分子链中引入O、N、S、P这些杂原子能使聚合物具有某些特殊的性能。在分子链中引入硫原子，一方面可以使聚合物具有较高的折光指数，另一方面一些含硫官能团的形成可以促使聚合物形成金属配位聚合物，使聚合物在金属离子检测及富集方面具有潜在独特的应用价值。目前，聚合物中硫元素通常是以硫酯键、硫醚键、砜基、硫代氨基甲酸酯以及环硫等形式引入，而这些基团的引入源通常是气味极其难闻的多元硫醇、多异硫氰酸酯和二硫化碳，价格昂贵，毒性较大，在很大程度上限制了含硫聚合物的制备。因此，开发出一种环境又好、操作简单、反应高效的聚合方法具有十分重要的意义。

理想的聚合反应是从便宜易得的原料开始，单质硫作为矿石中第三大丰富的元素，价格低廉、简单易得，是可作为制备含硫聚合物理想原料。直接利用单质硫来进行含硫聚合物制备，在这过程中避免了硫醇等其他含硫小分子的使用，经济环保、简单高效，对于进一步含硫聚合物的实际生产应用具有重大意义。

当前合成含硫聚合物的反应多种多样，但是却没有直接以单质硫作为反应物来合成聚硫脲的报道。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种异腈、硫和胺多组分聚合制备聚硫脲的方法。

本发明的另一目的在于提供由上述方法制备得到的聚硫脲。

本发明的再一目的在于提供上述聚硫脲的应用。所述聚硫脲用于在生物、化学荧光检测和金属离子检测领域具有独特的应用价值。所述金属离子检测优选为金属汞离子的检测。本发明的聚硫脲还可以用于去除金属离子，特别是金属汞离子。金属汞离子作为比较毒的重金属元素之一，广泛存在于自然界中的土壤和水中，对活体组织和神经系统会产生毁灭性的破坏，因此汞离子的检测和去除具有非常重要的意义。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种异腈、硫和胺多组分聚合制备聚硫脲的方法，包括以下步骤：

在溶剂中，将胺单体、异腈单体和单质硫进行反应，冷却，沉淀，干燥，得到聚硫脲。所述胺单体为二元胺化合物，优选为二元伯胺或二元仲胺中一种以上；所述异腈单体为二元异腈化合物，优选为脂肪二元异腈单体或芳香二元异腈单体中一种以上。

所述反应的温度为常温～150℃，反应时间为1～12h；所述反应是在惰性气体保护下或空气条件下进行反应。

所述冷却是指冷却至室温。

所述异腈单体：单质硫：胺单体的摩尔比＝1：(2～6)：1，优选为1:4:1；

所述异腈单体在溶剂中的浓度为0.5～4mol/L，优选为1mol/L。

所述的单质硫优选升华硫；所述溶剂为常规的有机溶剂，如：DMSO、DMF、甲苯等等，优选N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和甲苯的混合溶剂。

所述沉淀选用的沉淀剂为甲醇。