[發明專利]單分散性聚苯乙烯微球的粒徑可控的制備方法

有效

• 申請號: 200710098739.0
• 申請日: 2007-04-25
• 公開（公告）號: CN101293936A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 賀軍輝;杜鑫
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C08F112/08
• 分類號: C08F112/08;C08F2/00;C07C15/46;C07C7/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 李柏

技術領域

本發明屬于納米材料制備技術領域，特別涉及通過改變穩定劑的用量來實現單分散聚苯乙烯微球在一定粒徑范圍內的可控制備方法。

背景技術

乳液聚合法廣泛用于高分子材料的合成過程，但由于一般的乳液聚合最終產物中殘留有乳化劑，導致高分子材料的耐水性、表面光滑性等大大下降。同時乳化劑的存在也污染了環境。而無皂乳液聚合法恰恰克服了上述缺點，可以得到高潔度、單分散、窄分布的高分子微球，廣泛應用于臨床醫學、材料科學、細胞學、色譜分離等領域。因此無皂乳液聚合自誕生之日起便獲得了高度重視。

自從1965年，Matsumoto和Ochio(Matsumoto，T.；Ochio，A.；KobunshiKagaku1965，22，481.)首次提出可以構建苯乙烯/過硫酸鉀/水(St/KPS/H₂O)體系，通過無皂乳液聚合來制備單分散性聚苯乙烯微球，此項技術已經產生了深遠意義。

在過去的四十多年中，國內外的研究者們已經進行了許多實驗來控制聚苯乙烯微球的粒徑和單分散性。例如：Naser等人使用2，2’-偶氮(2-甲基丙基脒)·二鹽酸鹽作引發劑，通過改變單體的用量、引發劑的用量、反應體系的酸堿度獲得了無皂乳液聚合反應的最佳條件(Naser?Sharifi-Sanjani，Morteza?Soltan-Dehghan，Nader?Naderi，Ali?Ranji.J?Appl?Polym?Sci2004，94，1898.)。Chiara等人繪制了聚苯乙烯微球的粒徑與單體苯乙烯/水(體積比)的關系曲線(Chiara?Dionigi，Petr?Nozar，Davide?Di?Domenico，andGianluca?Calestani.J.Colloid?Interface?Sci.2004，275，445.)。Shinya等人在反應初期將一種兩性表面活性劑二甲基十二烷基銨內鹽加入到苯乙烯/過硫酸鉀/水的反應體系中，結果制備出平均粒徑達到3.4μm且粒徑分布偏差系數為4.0％的聚苯乙烯微球(Shinya?Orihara，Mikio?Konno，J.ColloidInterface?Sci.2000，230，210.)。Yasuyuki等人采用兩性引發劑VA057和酸堿度緩沖溶液(NH₄OH/NH₄Cl)，通過兩步單體加入法制備出5.7μm且粒徑分布偏差系數為1.5％聚苯乙烯微球(Yasuyuki?Yamada，Tatsuro?Sakamoto，Shunchao?Gu，Mikio?Konno?J.Colloid?Interface?Sci.2005，281，49.)。顧井麗等采用無皂乳液聚合法制備了具有單分散性的亞微米級聚苯乙烯微球，并考察了聚合體系pH值、單體及引發劑用量對聚合轉化率、微球粒徑及分布的影響(顧井麗.無皂乳液聚合法制備亞微米級單分散聚苯乙烯微球.合成橡膠工業，2004，27(4)：213～216)。彭洪修等研究了苯乙烯無皂乳液聚合過程中，離子強度、聚合時間對聚苯乙烯微球粒徑的影響(彭洪修.華東理工大學學報.2002，vol.28No.3)。

在一些文獻中，一些研究者通過改變聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的量來控制聚苯乙烯微球的粒徑，但就我們所知，這些關于PVP控制聚苯乙烯微球粒徑的研究是在碳氫有機溶劑中進行的。雖然可以通過控制反應時間來控制聚苯乙烯微球的粒徑，但存在的問題是粒徑分布不很均勻。而本發明采用無皂乳液聚合通過改變穩定劑聚乙烯吡咯烷酮的用量實現了在一定范圍內(250～1400nm)控制聚苯乙烯微球的粒徑。制備出來的聚苯乙烯微球具有很高的單分散性。

發明內容

本發明的目的之一是實現在一定粒徑范圍內單分散性聚苯乙烯微球的可控制備。

本發明的目的之二是提供一種單分散性聚苯乙烯微球的粒徑可控的制備方法，該制備方法原料廉價、易得，工藝簡單，成本低，適用范圍廣。

本發明的目的之三是提供目的二制備的單分散性聚苯乙烯微球的用途。

本發明使用的主要原料苯乙烯只需進行簡單純化處理，即可經過5wt％氫氧化鈉等的堿液洗滌三遍左右，再用水洗滌至中性，最后用無水氯化鈣干燥，放于低溫下保存，當使用時，取上層清液。本發明的方法是利用這種簡單處理過的苯乙烯，即可制備出單分散性好的聚苯乙烯微球。因此本發明與傳統方法(一般需用減壓蒸餾提純過的苯乙烯)比較，對原料的純度要求較低，故可節約能源。