一种具有酸碱变色指示功能的聚合物材料及其制备方法和应用与流程

文档序号:12242950阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种具有酸碱变色指示功能的聚合物材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)带有苯环的烯烃单体Ⅰ,与带有羧基或者酸酐基团的烯烃单体Ⅱ,使用自由基乳液聚合进行反应;所述单体Ⅰ和单体Ⅱ的摩尔比例为100:1到1:1;

(2)将所得聚合物乳液进行破乳、水洗、干燥制得聚合物颗粒,或者将聚合物乳液直接流延干燥为聚合物薄膜,将所得聚合物颗粒或薄膜与磺化剂充分混合进行磺化,磺化反应温度为0-80摄氏度,磺化反应时间为0.5-48小时,所述磺化剂与聚合物的质量比例为1:2到10:1;

(3)将所得磺化聚合物颗粒进行中和、破乳、除盐、干燥,即获得具有酸碱变色指示功能的聚合物颗粒;或者将所得磺化聚合物薄膜取出,充分水洗,即获得具有酸碱变色指示功能的聚合物薄膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述带有苯环的烯烃单体为苯乙烯、甲基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、二乙烯基苯、苄基丙烯酸酯和邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯中的一种或两种以上;

所述带有羧基的烯烃单体为丙烯酸、甲基丙烯酸和顺丁烯二酸酐中的一种或两种以上;

所述自由基乳液聚合为乳液聚合、核壳乳液聚合或无皂乳液聚合。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述单体Ⅰ和单体Ⅱ的摩尔比例为2:1到10:1。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述磺化剂与聚合物的质量比例为1:1到3:1;磺化反应温度为30-60摄氏度;磺化反应时间为6-12小时。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述磺化剂为三氧化硫、硫酸、氯磺酸或98%浓度的硫酸。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,在步骤(1)乳液聚合过程中可以选择加入不同玻璃化温度的烯烃单体,包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸异辛酯中的一种或任意比例的几种。

7.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)将聚合物乳液进行破乳、水洗、干燥的具体步骤是:采用加入醇类溶剂、无机盐或高速离心的方法使乳液失去胶体稳定性,将其中的聚合物胶体粒子沉淀下来,然后过滤沉淀物、水洗,并将沉淀聚合物在70-90摄氏度进行干燥,所得为白色粉末状固体;

步骤(3)将磺化聚合物颗粒进行中和、破乳、除盐、干燥的具体步骤是:向所述磺化聚合物中缓慢加入氢氧化钠水溶液并搅拌,至溶液的pH值呈现中性,然后向上述乳液中加入醇类溶剂进行破乳,然后过滤沉淀物、充分水洗除去无机盐,并将沉淀聚合物在70-90摄氏度进行干燥,所得为黄色粉末状固体,即为具有酸碱变色指示功能的聚合物材料。

8.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)反应条件为:引发体系使用热引发体系,引发剂包括过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁脒盐酸盐、双氧水、叔丁基过氧化氢中的一种或几种,反应温度70-90摄氏度,反应时间4-12小时;或者引发体系使用氧化还原引发体系,引发剂包括过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁脒盐酸盐中的一种或几种,还原剂包括抗坏血酸、抗坏血酸盐、甲醛合次硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠中的一种或几种,反应温度10-70摄氏度,反应时间4-12小时。

9.权利要求1~8任意一项所述方法制备得到的具有酸碱变色指示功能的聚合物材料,其特征在于,所得聚合物材料由表面磺化的乳胶粒子组成。

10.权利要求9所述的聚合物材料的应用,其特征在于,该聚合物材料用于加工成具有酸碱变色指示功能的器件。

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