环氧树脂基聚合物整体柱的制备方法及其专用模具的利记博彩app

专利名称：环氧树脂基聚合物整体柱的制备方法及其专用模具的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种聚合物整体柱的制备方法，尤其涉及一种环氧树脂基聚合物整体柱 的制备方法，本发明还涉及一种用于上述制备方法的专用模具。
背景技术：
近年来，整体柱(monoliyhiv volumn)又称整体固定相(monolithic statiomary phase)、 棒柱或连续床等，是一种用无机或有机聚合方法在色谱柱内进行原位聚合的连续床固定 相，已经成为了继生物凝胶材料、交联和改性的多孔微球、单分散多孔微球材料之后的 第四代分离介质，特别适用于复杂样品体系(尤其是生物大分子样品和环境样品)的快 速、高效、高通量分析以及制备色谱的一种新型分离材料，具有制备简单、重现性好、 多孔性优越、能实现快速、高效分离等优点。目前的整体柱主要由无机和有机/高分子基体两大类，无机材料可选择的种类非常 少，主要有Si02和Ti02。聚合物材料相对较多，主要有丙烯酸系列、苯乙烯系列和丙 烯酰胺系列。无机材料虽然具备较高的机械强度和良好的稳定性，但是制备过程相对复杂，而且 对于强酸和强碱介质不稳定，限制了在某些领域的应用。而已经报道的聚合物材料整体柱都是基于自由基聚合方式，需要加入单体、引发剂、 致孔剂、溶剂等多种组分，经过光、热、辐照、化学等引发方式聚合，这里存在以下主 要的缺点-一、 制备方法和过程比较复杂、后续处理繁琐；二、 往往需要加入多种毒性较大的有机混合物(如甲苯、氯仿等)，成本高、有污染；三、 自由基聚合放热量大，制备大尺寸整体柱的时候由于内部热量积聚，最终造成 严重的孔缺陷而失去整体柱应该具有的特性，目前只能用于直径在几个毫米以下的微柱 液相色谱柱和毛细管电泳；四、 聚合反应速度快、大分子链几乎瞬间完成增长，分子量难以控制，制备的整体 柱虽然表观上是一大块，但是内部微观结构往往是小球堆积形成的，并不是真正的大块 凝胶，造成机械强度较低；五、 利用此方法来制备分子/离子印迹、尤其是对于稳定性差的分子印迹的整体柱 非常困难，或者以此进一步制备具有螯合功能的吸附分离树脂也异常繁琐；六、这三大系列的聚合物整体柱与玻璃管和不锈钢管柱的结合力差、存在着在不同 极性溶剂作用下有不同的溶胀比，容易造成基体材料与管壁的分离形成漏液以及孔径尺 寸的改变，从而造成柱性能的急剧下降并降低使用寿命。同时，现有的整体柱制备通常在圆柱形空管柱中完成，当要制备的整体柱尺寸非常 大时，致孔剂去除所用时间过长，且整体柱内部容易形成一个温度梯度，从而影响整体 柱内部的孔径及其分布的均匀性，进而影响其使用效果。也有文献提到采用同心套管式环状模具来制备大尺寸的整体柱来克服温度不均匀 带来的影响，最后在组装到一起的办法来制备，但是不同尺寸的环的收縮率往往有差异， 从而容易造成最终的组装体出现缺陷。综上所述，现有的整体柱存在诸多不足，要克服这些缺陷，开发新的整体柱材料、 制备方法及制备设备显得尤为重要。发明内容本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种适合大尺寸、 孔径易控制的环氧树脂基聚合物整体柱的制备方法，并且该制备方法过程简单，重复性 好，通过该制备方法得到的整体柱具有机械强度高、物理化学稳定性佳及环保的优点。本发明所要解决的第二个技术问题是还提供了一种适合大尺寸整体柱、结构简单合 理的用于环氧树脂基聚合物整体柱制备的专用模具。本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为一种环氧树脂基聚合物整体 柱的制备方法，其特征在于包括如下依次步骤① 将环氧树脂、低温固化剂、水溶性线性聚合物的混合致孔剂，搅拌混溶成半透明的粘稠状液体，其中环氧树脂与低温固化剂的重量比为1:9 9:1，致孔剂为聚乙烯醇与 聚乙烯吡咯烷酮的混合物，其重量占这个体系的30% 90%;② 将上述粘稠状液体充满专用模具或玻璃管，控制固化温度为一20 12(TC，控制 固化时间为1 100小时，直至完全固化，反应成为块状固体聚合物；③ 将上述块状固体聚合物水洗，去除致孔剂，制成环氧树脂基聚合物整体柱。 所述的步骤①中的低温固化剂可以为聚硫化合物、多胺一硫脲加成物或多元异氰酸酯的一种或一种以上。所述的步骤 中聚乙烯醇占致孔剂总重量的可以是5% 30%，并且该聚乙烯醇的 醇解度可以为85% 90%，分子量小于2万，聚乙烯吡咯烷酮采用牌号为PVP K12或 PVPK15的低分子量的聚乙烯吡咯烷酮，而所述聚乙烯吡咯烷酮占致孔剂总重量的可以 是70% 95%。所述的步骤①中所述环氧树脂与低温固化剂的重量比可以为3:7 7:3。 所述的步骤②中控制固化温度可以为0 40°C。本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为一种用于制备环氧树脂基聚 合物整体柱的专用模具，其特征在于包括 一模头，具有进液口和柱群；一分液器，设置于前述进液口与柱群之间； 一与前述模头脱卸式连接的模筒，具有出液口；以及一集液器，设置于前述模筒底部。所述分液器与所述柱群之间还插接设有上部盲板；所述集液器顶面可脱卸地设有下部盲板。所述模筒底部还设有可施力于集液器与柱群充分接触的调节旋钮。所述分液器由筛板组成，该筛板顶面均布有圆孔，该圆孔孔径0.5 5mm，圆孔总 面积占筛板面积的30 90%，并且，圆孔边缘向上突出筛板1 5mm;所述集液器顶面 均布有通孔，该通孔孔径为0.5 5mm，通孔总截面积占集液器顶面总面积的30 90% 。所述模头和模筒通过法兰和螺丝配合连接，并且通过弹性垫圈密封；所述集液器与 模筒通过螺丝连接固定，并且通过弹性垫圈密封。所述的柱群为中空状套管，分布有小孔，长度为2 20厘米范围。一种用于制备环氧树脂基聚合物整体柱的专用模具，其特征在于直径大于5cm、长 度大于10cm的大尺寸整体柱的制备依赖于一种蜂窝状、侧面开孔的模具装置，蜂窝状 结构的开孔数量依赖于尺寸需求，保证连续材料在横截面上直径不超过5cm，平行均匀 分布直径为0.9 l.lcm的孔；整体柱的侧面及其开孔的内表面开小孔，其开孔位置分布 在整体柱上端部的1/3高度范围里，开孔直径0.4 0.6cm，开孔数量依据开孔面积/总表 面积为0.3 0.7计算。本发明涉及的成孔过程与机理对于无搅动模式原位聚合过程,成孔机理可用相分 离机理解释。适度分子量的致孔剂加入到聚合体系当中，在反应初期作为单体和低聚物 的溶剂存在，随着交联聚合反应的进行，分子链长度增加使得相对溶解度降低，发生微 观上的相分离。由于布朗运动会出现随机的局部浓度涨落现象，局部的高浓度会加快相 邻分子之间的交联，从而出现微观上的沉淀核。随着"核"的长大成"球"，会出现小 球之间的交联和粘接并形成"簇"，"簇"与"簇"之间继续交联和粘接从而最终形成 多孔骨架。虽然形成过程中在微观上是不均匀的，但是就宏观来说体系中并不存在差异， 因此最终形成的多孔整体柱中孔分布均匀。同时由于致孔剂与固化剂和环氧树脂都有一 定的亲和力，又有一定的粘度，所以在给定的试验条件下，并不会从交联的聚合物中渗 析出来，形成宏观上的分层现象。由于相分离过程与孔径有密切的关系，因此，孔径可 通过改变致孔剂的分子量、含量和配比、环氧树脂/固化剂的比例、反应温度等因素来控制及调节。与现有技术相比，本发明的优点在于第一、反应条件温和，反应速率易控，发热量小，孔缺陷少，易于制备超大尺寸的、 任意形状和规格的整体柱，以及分子印迹整体柱的制备；第二、由于采用了逐步聚合的反应机理，聚合热效应比自由基聚合少4一5倍，并 且进行了预固化过程，可以将大部分反应热提前释放，就不会造成在整体柱材料内部的 过渡积累。聚合反应速率很容易通过改变温度来控制，使反应热有充分的时间向外传递;第三、采用低温固化剂进一步避免温度的干扰，而且保证了固化速度足够快，降 低了时间花费，提高了制备效率。这一特点不但对于超大尺寸聚合物整体柱的制备尤为 重要，因为内部孔缺陷主要是由于局部温度过高造成的，而孔缺陷是使柱效率和使用寿 命降低的最重要因素之一，而且用于稳定差的分子印迹整体柱的制备具有独到的优势。第四、反应体系中加入水溶性线形聚合物混合物(聚乙烯醇与聚乙烯吡咯烷酮)作为 致孔剂的成孔机理归属于相分离技术，致孔剂与环氧树脂和固化剂有很好的相容性，在 反应初期可以形成均一透明的粘稠溶液，随着聚合反应的进行，致孔剂与新生成的聚合 物的互容性降低，导致致孔剂与环氧树脂聚合物发生微观的相分离。也就是说是聚合反 应推动相分离过程的进行，这就使得整个制备过程受外界因素影响极小，只要改变聚合 反应条件和反应物的比例、致孔剂的分子量和加入量，就可以容易的控制孔径大小和孔 隙率。由于反应温和容易控制也使得孔分布均匀、重现性好。第五、通过本发明的制备方法得到的整体柱的机械强度高，物理化学稳定性好，粘 结性能优良，孔径分布均匀，孔径可调，可重复性好，不需要使用毒性较大的有机混合 物(如甲苯、氯仿)，成本相对低廉，且环保。第六、环氧树脂/固化剂具有众所周知的优良性能，如尺寸稳定性好，机械强度高， 耐机械冲击和热冲击，耐化学药品和高硬度，粘结性好等。特别是与已有的聚合物整体 柱相比，最突出的优点是粘结性能优良，能够与玻璃和金属管壁等牢固的粘结，更能 够适用于强酸强碱介质和极性变化大的体系，不会发生明显的溶胀收缩和孔径尺寸的变 化；由于是真正的三维交联聚合物网络因而机械性能得到更显著的改善，这对于长时间、 大通量、高流速的工业级应用尤为重要。第七、本体系只需要几种原材料简单地混合均匀，控制温度就可以得到理想的整体 柱。这几种原料都是经过美国FDA认证的，可以用于食品、生物、医药领域。来源广泛、 可选择的品种多、价格便宜、制造成本极低，致孔剂通过水洗、浓缩、纯化等步骤完全可以回收利用。目前已经商品化的通用色谱级整体柱都是由国外生产的，售价大约在 5, 000 20, 000元人民币之间，而大尺寸制备柱的售价更是高达30, 000-50， 000元人民 币，价格比较昂贵，工业级超大尺寸的整体柱尚未见商品化。第八、可作为制备功能化、智能化材料的一个平台载体材料，目前商品化的整体柱 主要用于实验室级的分离分析工作，特别是作为微柱液相色谱和毛细管电泳的柱材料用 于生物大分子的分离。由于所采用的材料本身和反应机理的限制很难制造孔径可控、分 布均匀、高机械强度和稳定性的超大尺寸整体柱，这就为需要大尺寸、超大尺寸的整体 柱的工业级应用带来了困难。本发明的整体柱因前述的特点和优势可以大大拓宽其实际 的应用领域。同时，采用本发明制备的整体柱因为含有大量的含S、 N、 O杂原子官能团，所以是 非常好的螯合树脂材料，对于贵重金属离子的去除、回收以及作为催化剂载体材料具有 独到的优势，特别是因其良好的机械性能和物理化学稳定性以及大量的微米/纳米孔， 负载Pb、 Pd等催化剂以后可以作为微反应器进行高效催化反应，催化剂的负载稳定性 大幅度提高。由于聚合物材料化学结构中存在大量可反应的官能团，可以对孔道进行多种化学修 饰，便于进一步功能化。对于小尺寸整体柱可以作为气相色谱和液相色谱的预处理柱、 常规色谱固定相、流动注射的在线富集分离柱使用。由于解决了大尺寸的制备问题，在 大容量、高速度的固相萃取富集分离中有重要的意义，可广泛应用于环境污染物的去除， 离子交换分离，工业规模的生物医药分离等领域；由于其安全无毒绿色环保特性，可以 用于生物组织工程支架材料、生物酶的固定化和细胞培养等领域。本发明涉及的环氧树脂基聚合物整体柱制备方法。虽然工业采用的环氧树脂固化剂 绝大多数采用的是脂肪族多元胺类(如乙二胺，二乙烯三按，三乙烯四胺等)，但由于 它们挥发性、刺激性、毒性都比较大，同时这些固化剂虽可在室温下固化环氧树脂，但 是速度很慢通常需要一个星期以上，没有实用价值，即使加入酚类促进剂其效果也不是 很明显。所以本发明采用了低温固化剂(聚硫化合物、多胺-硫脲加成物、多元异氰酸 酯)，例如聚硫醇和叔胺可以在-20 0。C固化，100EP: 100: 10DMP-30 (表示100份的 环氧树脂比IOO份的聚硫醇比10份的2, 4， 6—三(二甲氨基甲基)苯酚)在20。Clmin 凝胶化，-IO'C至需要2小时凝胶化，而且其使用量可以在较大范围内改变，不象脂肪 族多元胺那样要求相对严格的计量，而且其产生的热量要少，更利于材料内部温度和孔 分布的均匀性。如果确实必要的话，可以适当提高热固化温度或者添加3-5%的苯酚作为固化促进剂来改善固化速度。本发明成功制备了尺寸达到I.D. 5cm大20cm(I.D.表示内径，全部合在一起表示内径 为5cm，长度为20cm)的在玻璃管内的整体柱，而通常的商品化整体柱都在I.D. 0.5cm 女5cm或者I.D.5cn^0.2cm以下。然而，由于良好的粘接性能，再取出玻璃管中的整体 柱时很容易弄破玻璃管，同时，如此大块的整体柱在除去致孔剂的时候需要花费很长的 时间(保持整体柱的原状，不能切片或破碎)。为了改进这一不足，特发明了一种类似 蜂窝状煤球、侧面1/3高度开类似筛网小孔的模具，中间为空管，材质可选用不锈钢或 聚四氟乙烯，尺寸可以根据需要定制，这种设计有利于加快热量的扩散，使之分布均匀， 类似蜂窝状煤球的结构可提高去除致孔剂(如聚乙二醇)的效率。


图1为实施例1中制得的整体柱多孔结构扫描电镜图。 图2为实施例5专用模具结构示意图。 图3为图2的俯视图。 图4为专用模具分体组装图。图5苯甲酸和苯酚混合标准溶液在整体柱上的分离效果示意图。 图6为1/3开孔蜂窝状模具结构示意图。 图7为图6的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。一种制备环氧树脂基聚合物整体柱的方法，它包括环氧树脂、低温固化剂、水溶性 低分子量线形聚合物的混合物作为致孔剂，在特制的模具中聚合成为大尺寸的整体柱， 包括以下步骤a、 将环氧树脂、低温固化剂(聚硫化合物、多胺-硫脲加成物、多元异氰酸酯，其中的一种或多种)、水溶性线形聚合物(聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮)的混合致孔剂，按照一定比例机械搅拌或超声混溶成为半透明的粘稠状液体；b、 将此混合物充满特制的模具，封闭以后控制一定温度，在静态下聚合一定时间 完成反应成为白色块状固体聚合物；C、将制备好的整体柱用去离子水反复洗涤，直到完全除去致孔剂，保存在去离子 水中备用。聚合物整体柱的孔径大小及其分布、孔隙率，材料的物理化学性质和力学性能显著 受到固化剂和致孔剂的种类、加入量和比例的影响。例如增加致孔剂的用量会提高平 均孔径和孔隙率，但是会导致固化时间的延长和材料的机械性能降低；使用高分子量的 致孔剂对于控制相分离点的出现、减少溶胀性能比较容易，但是在去除过程中耗时增加； 提高固化温度可以缩短固化完成的时间，但是会影响大块材料内部温度的均匀性导致缺 陷增加；增加固化剂的用量比例可以提高反应速率和交联密度，从而增加整体柱材料的 刚性，但使得孔径会有所减小，等等。因此，需要根据实际需要在一定范围内进行调节。实施例110克环氧树脂与10克多胺-硫脲加成物(25°C特性黏度8000mPas)在40克混合 致孔剂(聚乙烯醇聚乙烯吡咯垸酮=80: 20)中溶解，得到澄清粘稠液体，转入I.D. 5cm 女10cm的玻璃管内，在20。C聚合10分钟凝胶化，2小时显出优良的固化性能，100小 时后完全固化(如果需要显著减少完全固化的时间，可以在反应两小时以后将温度提高 40。C以上)，最后将白色的固体放入水中，致孔剂溶解并除去，得到整体柱。其平均孔 径为l pm，孔隙率为75%，对典型重金属离子的吸附量210mg铜离子/g干整体柱， 380mg钯离子/g干整体柱，并且在pH〉2的盐酸介质中不会离解。实施例220克环氧树脂与15克聚硫醇(25。C特性黏度10 mPas，含有促进剂，巯基当量230)在100克混合致孔剂(聚乙烯醇聚乙烯吡咯烷酮=90: 10)中溶解，得到半透明粘稠液体，转入定制的不锈钢模具内，在25°C下5分钟凝胶化，6小时后完全固化，最后将白色的固体放入水中，致孔剂溶解并除去，得到在模具内的整体柱。 实施例3依据实施例1中所给出的操作步骤和实验条件，只改变混合致孔剂在体系中所占的 重量比分别为30%， 50%， 70%,测得整体柱的平均孔径分别为0.3 pm、 0.9 pm、 1.5 (am， 致孔剂含量的增加导致平均孔径的增加，但是孔分布的均匀性并不会受到取样位置的影 响。实施例4，依据实施例1中所给出的操作步骤和实验条件，只改变固化剂多胺-硫脲加成物的 重量分别为5g， 10g， 15g，测得整体柱的平均孔径分别为1.3 (am、 1.0 |am、 0.8 nm，固化剂用量增加等于增加交联密度，有利于微粒的缔合与聚集，使孔径呈现变小的趋势。聚合物整体柱的孔径大小及其分布、孔隙率，材料的物理化学性质和力学性能显著受到固化剂和致孔剂的种类、加入量和比例的影响。例如增加致孔剂的用量会提高平 均孔径和孔隙率，但是会导致固化时间的延长和材料的机械性能降低；使用高分子量的 致孔剂对于控制相分离点的出现、减少溶胀性能比较容易，但是在去除过程中耗时增加； 提高固化温度可以縮短固化完成的时间，但是会影响大块材料内部温度的均匀性导致缺 陷增加；增加固化剂的用量比例可以提高反应速率和交联密度，从而增加整体柱材料的 刚性，但使得孔径会有所减小，等等。因此，需要根据实际需要在一定范围内进行调节。 实施例5，参考图2、图3和图4，本实施例中的模具，包括一模头l，具有进液口 11和柱群12，柱群12均布于柱群板13上，直径为2 20mm。 一分液器4，设置于进液口 11与柱群12之间，并相互连通，分液器4由筛板组成，该筛板顶面均布有圆孔，该圆孔孔径0.5 5mm，圆孔总面积占筛板面积的30 90%，并且，圆孔边缘向上突出筛板l 5mm，便于进液。一与模头1脱卸式连接的模筒2，具有出液口21;以及一集液器6，设置于前述模筒2底部，集液器6顶面均布有通孔，该通孔孔径为0.5 5mm，通孔总截面积占集液器顶面总面积的30 90%。模头1和模筒2通过法兰和螺丝配合连接，并且通过弹性垫圈密封，集液器6与模筒2通过螺丝连接固定，并且通过弹性垫圈密封。分液器4与柱群12之间插接设有上部盲板3，可以防止液体进入上部。集液器6顶面用螺钉可脱卸地固定设有下部盲板5，可以防止液体流入集液器6。模筒2底部还设有可施力于集液器6与柱群12充分接触的调节旋钮22。柱群12为一系列均匀分布的固定在模头上的中空圆柱体的集合，类似于蜂窝煤机 模具的冲针群，其长度比模筒腔体的深度短0.1-1.0cm，其直径在0.2-1.0咖之间，其数量依据尺寸需要，保证制备的整体柱材料在横截面上直径不超过2cm，分布有小孔。下部盲板和集液器用螺丝紧固后，注入制备聚合物整体柱所需的混合溶液；上部盲 板插接后用螺丝固定在模头后，将其装入模筒内，用螺丝将模头和模筒固定，溢流出的 反应液另外收集处理；控制反应温度和时间至聚合反应完成；拆开模头和模筒，将模头 和下部盲板取出，使用致孔剂的低沸点良溶剂洗涤在模筒内的整体柱材料，直到致孔剂 完全除去。模具和整体柱填料作为独立单元的使用过程将模头中的上部盲板拆除后，将其与 模筒和整体柱填料用螺丝固定成为一个独立单元，将待处理的溶液样品加压送入模头的 料液进口，料液经过液体分布器均匀进入整体柱填料，待分离物质在填料上富集或分离 以后，经由模筒底部的集液器和料液出口排出。根据样品的性质，必要时可以在料液进 口和出口处分别增加过滤器，防止溶液中的颗粒悬浮物堵塞整体柱填料的孔或者影响后续的流程。
实施例6
20克环氧树脂与15克聚硫醇(25。C特性黏度10 mPa s，含有促进剂，巯基当量230)
在100克混合致孔剂(聚乙烯醇聚乙烯吡咯烷酮=90: 10)中溶解，得到半透明粘稠
液体，转入定制的不锈钢模具内，在25°C下5分钟凝胶化，6小时后完全固化，最后
将白色的固体放入水中，致孔剂溶解并除去，得到在模具内的整体柱。
参考图6和图7，专用模具直径大于5cm、长度大于10cm的大尺寸整体柱的制备
依赖于一种蜂窝状、侧面开孔的模具装置，蜂窝状结构的开孔数量依赖于尺寸需求，保 证连续材料在横截面上直径不超过5cm，平行均匀分布直径为lcm的孔；整体柱的侧面 及其开孔的内表面开小孔，其开孔位置分布在整体柱上端部的1/3高度范围里，开孔直 径0.5cm，开孔数量依据开孔面积/总表面积为0.3~0.7计算。 实施例7
将环氧树脂、乙二胺、分子量800聚乙二醇的按一定比例混合得到澄清粘稠液体， 转入模筒内，依据上述制备过程的步骤在60。C聚合20小时后完全固化，利用水洗除去 致孔剂后，得到整体柱。通过电镜分析整体柱各个部位的孔径大小及其分布情况，未发 现整体柱内部结构的不均匀性。在依据上述使用过程的步骤，将含有0.01wWO//m/的铜 离子标准溶液1000ml进行富集操作，然后利用0.1M的盐酸溶液进行解析，铜离子浓度 检测使用原子吸收光谱仪，回收率达到99%以上。
实施例8
将甲基丙烯酸、二甲基丙烯酸乙二醇酯、十二烷醇、偶氮二异丁氰按一定比例混合 得到的澄清液体，转入模筒内，依据上述制备过程的步骤在60。C引发聚合反应6小时 后完成，利用乙醇洗涤除去致孔剂后，得到整体柱。通过电镜分析整体柱各个部位的孔 径大小及其分布情况，未发现整体柱内部结构的不均匀性。在依据上述使用过程的步骤， 将苯甲酸和苯酚混合标准溶液进行分离操作，使用紫外-可见分光光度计进行浓度检测， 可以达到完全分离，具体可参考图5。
权利要求
1、一种环氧树脂基聚合物整体柱的制备方法，其特征在于包括如下依次步骤①将环氧树脂、低温固化剂、水溶性线性聚合物的混合致孔剂，搅拌混溶成半透明的粘稠状液体，其中环氧树脂与低温固化剂的重量比为1∶9～9∶1，致孔剂为聚乙烯醇与聚乙烯吡咯烷酮的混合物，其重量占这个体系的30％～90％；②将上述粘稠状液体充满专用模具或玻璃管，控制固化温度为-20～120℃，控制固化时间为1～100小时，直至完全固化，反应成为块状固体聚合物；③将上述块状固体聚合物水洗，去除致孔剂，制成环氧树脂基聚合物整体柱。
2、 根据权利要求1所述的环氧树脂基聚合物整体柱的制备方法，其特征在于步骤 ①中的低温固化剂为聚硫化合物、多胺一硫脲加成物或多元异氰酸酯的一种或一种以 上。
3、 根据权利要求1所述的环氧树脂基聚合物整体柱的制备方法，其特征在于步骤 ①中所述聚乙烯醇占致孔剂总重量的5% 30%，并且该聚乙烯醇的醇解度为85%~90 %，分子量小于2万，聚乙烯吡咯垸酮采用牌号为PVPK12或PVPK15的低分子量的 聚乙烯吡咯烷酮，而所述聚乙烯吡咯垸酮占致孔剂总重量的70% 95%。
4、 根据权利要求1所述的环氧树脂基聚合物整体柱的制备方法，其特征在于步骤① 中所述环氧树脂与低温固化剂的重量比为3:7 7:3。
5、 根据权利要求1所述的环氧树脂基聚合物整体柱的制备方法，其特征在于步骤② 中控制固化温度为0 4(TC。
6、 一种用于制备环氧树脂基聚合物整体柱的专用模具，其特征在于包括 一模头，具有进液口和柱群；一分液器，设置于前述进液口与柱群之间； 一与前述模头脱卸式连接的模筒，具有出液口；以及一集液器，设置于前述模筒底部。
7、 根据权利要求6所述的用于制备环氧树脂基聚合物整体柱的专用模具，其特征 在于所述分液器与所述柱群之间还插接设有上部盲板；所述集液器顶面可脱卸地设有下部盲板。
8、 根据权利要求6所述的用于制备环氧树脂基聚合物整体柱的专用模具，其特征在于所述模筒底部还设有可施力于集液器与柱群充分接触的调节旋钮。
9、 根据权利要求6所述的用于制备环氧树脂基聚合物整体柱的专用模具，其特征 在于所述分液器由筛板组成，该筛板顶面均布有圆孔，该圆孔孔径0.5 5mm，圆孔总 面积占筛板面积的30 90%，并且，圆孔边缘向上突出筛板1 5mm;所述集液器顶面均布有通孔，该通孔孔径为0.5 5mrn，通孔总截面积占集液器顶面总面积的30 90%。
10、 根据权利要求6所述的用于制备环氧树脂基聚合物整体柱的专用模具，其特征 在于所述模头和模筒通过法兰和螺丝配合连接，并且通过弹性垫圈密封；所述集液器与 模筒通过螺丝连接固定，并且通过弹性垫圈密封。
11、 一种用于制备环氧树脂基聚合物整体柱的专用模具，其特征在于直径大于5cm、 长度大于10cm的大尺寸整体柱的制备依赖于一种蜂窝状、侧面开孔的模具装置，蜂窝 状结构的开孔数量依赖于尺寸需求，保证连续材料在横截面上直径不超过5cm，平行均 匀分布直径为0.9 l.lcm的孔；整体柱的侧面及其开孔的内表面开小孔，其开孔位置分 布在整体柱上端部分的1/3高度范围里，开孔直径0.4 0.6cm，开孔数量依据开孔面积/ 总表面积为0.3~0.7计算。
全文摘要
一种制备环氧树脂基聚合物整体柱的方法，在空管柱中，加入以一定量的环氧树脂与固化剂，并加入相容性好的低分子量聚合物混合物作为致孔剂，控制固化温度以调节聚合反应速度，固化完成以后通过水洗去除致孔剂，获得聚合物整体柱。制备过程简单、绿色环保。本发明还公开了专用模具。整体柱可以根据需要制成各种规格和形状，孔径分布均匀、大小可调，亲水性强，耐酸耐碱耐溶剂，热稳定性好；且整体柱材料的化学结构中含有大量可反应的官能团，适合对孔道内表面进行多种化学修饰进一步功能化。可广泛应用于固相萃取与回收、制备色谱、生物医药分离、环保、催化等领域。
文档编号B01J20/281GK101293148SQ20071006832
公开日2008年10月29日 申请日期2007年4月25日 优先权日2007年4月25日
发明者侯琳熙, 邃 王, 郭智勇, 魏丹毅 申请人:宁波大学