发泡聚苯乙烯中荧光增白剂的分离及检测方法
【专利说明】发泡聚苯乙烯中荧光増白剂的分离及检测方法
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技术领域： 本发明涉及一种高分子聚合物中添加剂的分离及检测方法，特别涉及一种发泡聚苯乙 烯中苯基香豆素类荧光增白剂的分离及检测方法。
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【背景技术】
[0003] 发泡聚苯乙烯，也就是常说的EPS，是在苯乙烯聚合时加入发泡剂而制备得到的一 种热塑性泡沫塑料。可发性聚苯乙烯由于具有优异持久的保温隔热性、独特的缓冲抗震性、 抗老化性和防水性，因而在日常生活、餐饮、农业、交通运输业、军事工业、航天工业等方面 都得到了广泛的应用，特别在建筑、包装、电子电器产品、船舶、车辆和飞机制造等领域更受 到了极大的青睐。
[0004] 聚苯乙烯吸收天然日光中的蓝波光，从而使其外观或多或少有些发黄。现阶段有 两种方法可以弥补这个不足，或者说是增加白的程度：（1)弥补蓝色缺陷、（2)增加反射光。 其中聚苯乙烯常用的荧光增白剂为苯基香豆素类荧光增白剂。姐姐聚苯乙烯略显荧光本 色，但被加工过厚层热应力产生的痕量黄色降解物所抑制。使用少量的荧光增白剂就可得 超白制品。高抗冲聚苯乙烯则明显发黄，为得到增白效果，荧光增白剂浓度应适当提高。
[0005] 发泡聚苯乙烯中的荧光增白剂的含量很少，对荧光增白剂的分析检测需要将其从 发泡聚苯乙烯中分离出来。由于聚苯乙烯基体和荧光增白剂的溶解性比较相似，很难通过 加入良溶剂和不良溶剂的溶剂沉淀法分离。发泡聚苯乙烯中荧光增白剂的分离存在技术难 点。
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【发明内容】
[0007] 为了解决上述问题，本发明提供一种发泡聚苯乙烯中苯基香豆素类荧光增白剂的 分离方法，至少包含如下步骤： (1) 将发泡聚苯乙烯粉碎，使用有机溶剂溶解，得到含有发泡聚苯乙烯的溶液； (2) 向含有发泡聚苯乙烯的溶液中加入磺化剂进行磺化处理，生成磺化发泡聚苯乙烯 和磺化苯基香豆素类荧光增白剂； (3 )用水萃取，收集水相，过滤，得到磺化荧光增白剂的溶液。
[0008] 作为一种实施方式，所述磺化剂和发泡聚苯乙烯的重量比为0.5-2:10。
[0009]作为一种实施方式，所述磺化剂含有磺酸根。
[0010] 作为一种实施方式，所述磺化剂选自氯磺酸、发烟硫酸、浓硫酸中的至少一种。
[0011] 作为一种实施方式，所述步骤(2)中得到的磺化聚苯乙烯的磺化度为3 %-10 %。 [0012]作为一种实施方式，所述磺化处理的时间为0.5-2小时。
[0013]作为一种实施方式，所述磺化处理的温度为-10_20°C。
[0014]作为一种实施方式，所述磺化处理是在超声下进行。
[0015] 作为一种实施方式，所述磺化处理是在通入氮气的条件下进行。
[0016] 作为一种实施方式，所述步骤(3)中收集水相后，向溶液中通入超临界C02。
[0017] 一种发泡聚苯乙烯中苯基香豆素类荧光增白剂的检测方法，经过如上所述的分离 方法处理，使用LC-MS测试。
[0018] 一种发泡聚苯乙烯中苯基香豆素类荧光增白剂的检测方法，经过如上所述的分离 方法处理，干燥后，使用FT-IR测试。
[0019] 一种发泡聚苯乙烯中苯基香豆素类荧光增白剂的检测方法，经过如上所述的分离 方法处理，干燥后，使用咕NMR测试。
[0020] 参考以下详细说明更易于理解本发明的上述及其它特征、方面和优点。
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【具体实施方式】
[0022] 参考以下本发明的优选实施方式的详述以及包括的实施例可更容易地理解本公 开内容。在以下说明书和权利要求书中将提及大量的术语，这些术语被定义为具有下列含 义。
[0023] "任选的"或"任选地"是指其后描述的事件或事项可以发生或不发生，而且该描述 包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
[0024] 说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体 数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相 应的，用"大约"、"约"等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似 用语可能对应于测量数值的设备的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以 组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
[0025] "聚合物"表示通过将相同类型的单体或不同类型的单体聚合而制备的聚合化合 物。一般性术语"聚合物"包括术语"均聚物"、"共聚物"等。"均聚物"表示将一种单体聚合而 得到的聚合物。"共聚物"表示通过将至少两种不同类型的单体聚合而制备的聚合物，包括 术语"二元共聚物"（其通常用于表示由两种不同单体制备的聚合物）。
[0026] 如本文所用术语"由…制备"与"包含"同义。本文中所用的术语"包含"、"包括"、 "具有"、"含有"或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合 物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或 此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0027] 连接词"由…组成"排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此 短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常 规杂质除外。当短语"由…组成"出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时， 其仅限定在该子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
[0028] 当量、浓度或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选 值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下 限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了 范围"1至5"时，所描述的范围应被解释为包括范围"1至4"、"1至3"、"1-2"、"1-2和4-5"、"1-3和5"等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在 该范围内的所有整数和分数。
[0029] 此外，本发明要素或组分前的不定冠词"一种"和"一个"对要素或组分的数量要求 (即出现次数)无限制性。因此"一个"或"一种"应被解读为包括一个或至少一个，并且单数 形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
[0030] 一种发泡聚苯乙烯中苯基香豆素类荧光增白剂的分离方法，至少包含如下步骤： (1) 将发泡聚苯乙烯粉碎，使用有机溶剂溶解，得到含有发泡聚苯乙烯的溶液； (2) 向含有发泡聚苯乙烯的溶液中加入磺化剂进行磺化处理，生成磺化发泡聚苯乙烯 和磺化苯基香豆素类荧光增白剂； (3 )用水萃取，收集水相，过滤，得到磺化荧光增白剂的溶液。
[0031] 粉碎: 所谓粉碎，就是指物料尺寸减小的过程。通常采用各种类型的破碎机械，对物料施加不 同机械力来完成的，如拉伸力、挤压力、冲击力和剪切力等。发泡聚苯乙烯的粉碎可以是压 碎、磨碎或剪碎。
[0032] 压碎是物料受到挤压力的作用被粉碎，压碎的方式可以是使用两块相对运动的金 属板相互挤压，也可以是使用两个相对旋转棍的碾压，也可以是用内锥体在外锥形筒中做 偏心旋转来挤压。
[0033] 磨碎是物料在不同形状研磨体之间受到碾压作用而被粉碎。
[0034] 剪碎是物料在刀刃等利器的剪切、穿刺、撕裂等作用下被粉碎。
[0035] 粉碎也可以是冷冻粉碎。可以列举出例如以液氮作为研磨介质，使用冷冻粉碎机 对于发泡聚苯乙烯进行冷冻粉碎。
[0036] 荧光增白剂: 荧光增白剂是一种荧光染料，或称为白色染料。它的特性是能激发入射光线产生荧光， 使所染物质获得类似萤石的闪闪发光的效应，使肉眼看到的物质很白。
[0037]按照化学结构可以将荧光增白剂分为五类:二苯乙烯型、香豆素型、吡唑啉型、苯 并氧氮型和苯二甲酰亚胺型。其中，香豆素型常用于聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚丙烯酸酯等 塑料体系。
[0038]香豆素的基本结构如下图所示，
当在3,4_位引入吸电子基团，同时在5-8位引入供电子基团，可使整个分子形成标准的 电子"供体-受体"的共辄模式，化合物也则呈黄色或红色，并产生较强烈荧光，可作为具有 光-电响应的功能材料。香豆素本身就是一个大η共辄体系，在环上不同位置引入不同的取 代基可以改变该分子共辄体系的大小。发泡聚苯乙烯中常用的香豆素类荧光增白剂有3-羧 基-5，6-α-吡喃酮(PEB)，3-苯基-5，