基于聚乙烯亞胺的磁性聚合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于聚乙烯亞胺的磁性聚合物及其制備方法；利用線性和支化聚乙烯亞胺為大分子反應(yīng)物，后修飾合成磁性聚合物的方法。通過(guò)將聚乙烯亞胺季銨化，離子交換，然后用四鹵合鐵負(fù)離子取代原有的負(fù)離子合成具有磁性基元的主鏈型磁性聚合物。聚合物所用PEI的分子量在600Da～1000kDa；Fe/N為0.25～0.85。將不同鏈結(jié)構(gòu)以及分子量的聚乙烯亞胺與碘甲烷反應(yīng)生成季銨鹽，季銨鹽經(jīng)過(guò)離子交換后與金屬鹵化物反應(yīng)合成含有磁性基元的聚合物。該方法具有成本低、工藝簡(jiǎn)便、反應(yīng)條件溫和操作步驟簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。該磁性聚合物在磁性膜材料、電磁器件、吸波材料以及CO2分離與吸附等方面有潛在的應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】基于聚乙烯亞胺的磁性聚合物及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一類磁性聚合物及其合成方法，特別涉及基于聚乙烯亞胺的磁性聚合 物及其制備方法；利用線性和支化聚乙烯亞胺（PEI)為大分子反應(yīng)物，后修飾合成磁性聚 合物的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚乙烯亞胺（PEI)作為氨基密度最高的大分子，具有獨(dú)特的理化性質(zhì)，因此引 起了大量研究者對(duì)它的研究興趣。Boussif等（Boussif et al·，Proceedings of the National Academy of Sciences, 92 (16) ,7297-7301.)發(fā)現(xiàn) PEI 可以作為基因轉(zhuǎn)染試劑。 Beyth 等（Beyth et al.Biomaterials27 (2006) 3995 - 4002.)將交聯(lián)季銨化的 PEI 混入醫(yī) 用樹脂中，對(duì)其抗菌作用進(jìn)行了研究。Hu(Hu et al·，The Journal of Physical Chemistry B，2005, 109(10) :4285-4289.)等采用PEI修飾碳納米管并以此為基底誘導(dǎo)神經(jīng)元細(xì)胞 生長(zhǎng)。Son 等(Son et al. , Microporous and Mesoporous Materials, 113 (I), 31-40.) 將PEI植入多孔娃材料中，探索了其對(duì)C02的吸附效率。Vinogradov等（Vinogradov et al.，Mendeleev Communications, 19 (4)，222-223.)利用 PEI 作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑合成了多孔 CU0-A1203復(fù)合材料。如今，PEI已被廣泛應(yīng)用于基因轉(zhuǎn)染、抗菌材料、C02的吸附材料、多 孔復(fù)合材料等多個(gè)領(lǐng)域。
[0003] 但是，直到目前為止，還未有人利用PEI進(jìn)行修飾合成磁性材料。近年來(lái)，磁性高 分子材料在信息工業(yè)以及生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。特別在信息存儲(chǔ)材料、 磁分離、吸波材料、磁共振成像以及藥物控制釋放等方面具有誘人的應(yīng)用前景，是當(dāng)前研究 的熱點(diǎn)課題之一?，F(xiàn)有的磁性聚合物材料大致分為兩類：一類是摻入無(wú)機(jī)磁性粒子的磁性 復(fù)合材料；另一類是主側(cè)鏈上帶有磁性基團(tuán)的磁性高分子。前者存在相容性差的問題，后者 往往工藝復(fù)雜,成本高。制備工藝簡(jiǎn)單、成本相對(duì)低廉且磁性能可控的磁性高分子合成方法 尚屬空白。本專利通過(guò)對(duì)PEI季銨化，離子交換，復(fù)合鐵鹽，第一次合成并表征了基于PEI 的磁性大分子。
[0004] 與本專利相關(guān)的文獻(xiàn)分別是：2004年，日本的Hyashi等（S. Hayashi et al.，Chemistry Letters, 2004, 33, 1590-1591.)首次合成并報(bào)道了由季銨鹽陽(yáng)離子與四氯 合鐵陰離子離子構(gòu)成的磁性離子液體小分子。2011年，西班牙的Ddbbdin等（M. D5bbelin et al·，Polymer Chemistry, 2011，2, 1275-1278.)首次報(bào)道了含四齒合鐵陰離子的聚離子 液體的制備，通過(guò)后修飾方法對(duì)聚合物進(jìn)行季銨化以及陰離子交換，之后復(fù)合四鹵合鐵負(fù) 離子從而制備出磁性聚合物。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一系列基于聚乙烯亞胺的磁性聚合物及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：
[0007] -種基于聚乙烯亞胺的磁性聚合物，它是具有以下化學(xué)結(jié)構(gòu)通式：
[0008]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于聚乙烯亞胺的磁性聚合物，其特征在于它是具有以下化學(xué)結(jié)構(gòu)通式：
其中合成A、B所用PEI的分子量在600Da?IOOOkDa;Fe/N為0. 25?0. 85。
2. 權(quán)利要求1的聚合物的合成方法，其特征是步驟如下： (1) 將分子量在在600Da?IOOOkDa聚乙烯亞胺溶解在無(wú)水乙醇中，按N原子與碘甲烷 摩爾比1:0. 6?10滴加到碘甲烷中；在20?50°C下攪拌反應(yīng)結(jié)束，離心得到固體溶于水， 在乙醇中沉淀，離心，真空干燥，得到中間產(chǎn)物a; (2) 將中間產(chǎn)物a溶于水中，向反應(yīng)體系中加入相對(duì)于N原子過(guò)量的氯離子交換樹脂， 攪拌反應(yīng)結(jié)束，過(guò)濾，將濾液旋蒸，真空干燥得到中間產(chǎn)物b; (3) 將固體b溶于甲醇中，加入與季銨化單元等當(dāng)量的FeCl3 · 6H20,攪拌反應(yīng)結(jié)束，旋 蒸，將產(chǎn)物在乙醚中洗滌沉淀，離心，真空干燥得到目標(biāo)產(chǎn)物磁性聚合物。
3. 基于聚乙烯亞胺的磁性聚合物在制備磁性膜材料、電磁器件、吸波材料以及CO2分離 與吸附材料等方面的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C08G73/04GK104311824SQ201410534892
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】任麗霞, 于小龍, 袁曉燕 申請(qǐng)人:天津大學(xué)