[發(fā)明專利]一種表面具有多重性質(zhì)的ABA型膠體顆粒及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810242023.1
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN109851698B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李婧;劉洪麗;李亞靜;李軍偉;冉亞迷;張雪娜
• 申請（專利權(quán)）人: 天津城建大學(xué)
• 主分類號: C08F112/08
• 分類號: C08F112/08;C08F120/14;C08F220/14;C08F212/08;C08F220/18;C08F220/20;C08F2/44;C01B33/14;C01G23/08
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

本發(fā)明公開了一種表面具有多重性質(zhì)的ABA型膠體顆粒及其制備方法，屬于亞微米尺度材料制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以膠體顆粒作為顆粒乳化劑，利用Pickering乳液液體水油三維界面作為保護(hù)界面，乳液液體內(nèi)部單體聚合并發(fā)生相分離至界面處，在膠體顆粒近赤道位置形成保護(hù)膜，經(jīng)過選擇性改性或刻蝕并去除保護(hù)膜后可得到尺度在100nm?1000nm之間表面具有明確ABA型分區(qū)的膠體顆粒。該方法基于乳液聚合，易實現(xiàn)量產(chǎn)化，且材料普適性強(qiáng)，所制備的ABA型膠體顆粒在光電磁功能材料、醫(yī)用材料、模板材料等方面具有良好的應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及亞微米尺度材料制備技術(shù)領(lǐng)域，更加具體地說，尤其涉及—種表面具有多重性質(zhì)的膠體顆粒及其制備方法。

背景技術(shù)

表面具有多重性質(zhì)的顆粒是表面具有兩個及其以上化學(xué)組成或功能分區(qū)的一類特殊粒子。自1991年De Genes提出Janus粒子的概念后，表面具有雙重性質(zhì)微粒的相關(guān)研究引起了廣泛關(guān)注，在單個顆粒上實現(xiàn)了雙功能性的集成與統(tǒng)一，如親水與疏水、正電性與負(fù)電性、極性與非極性等，使其在顆粒乳化劑、智能納米機(jī)器、顯示器件、增強(qiáng)材料等方面有著巨大的理論研究價值和潛在應(yīng)用價值。球形顆粒作為對稱性粒子制備方法最為多樣，但由于這些粒子性質(zhì)上的不對稱性，需耍通過特殊的可控制備手段，才能使顆粒在組成、功能等方面具有多重性質(zhì)，這也是新材枓制備技術(shù)中一個意義重大的研究方向。多重性質(zhì)球形粒子的制備方法中，如界面保護(hù)法，微流體法、相分離法、自組裝法等等，在制備上往往存在一定地限制性，如量產(chǎn)性、可控性及普適性等還存在很多問題亟待解決；而且目前所制備多重性質(zhì)球形顆粒多為沿赤道或近赤道部位將粒子分區(qū)成為兩部分，想得到更為特殊分區(qū)結(jié)構(gòu)如ABA型的膠體顆粒存在一定的困難。Granik等報道了通過將顆粒鋪展于平面，利用熱壓印技術(shù)，對顆粒兩端進(jìn)行保護(hù)，中間環(huán)狀區(qū)域裸露出來，從而得到具有ABA型三相分區(qū)的多重性質(zhì)顆粒。但該方法基于二維界面，2D界面保護(hù)存在無法實現(xiàn)量產(chǎn)的問題，且其選用的顆粒一般為微米級別，這種熱壓技術(shù)很難實現(xiàn)更小尺度如亞微米膠體粒子的多相分區(qū)，因此如何選用一種簡單易行的方法，制備具明確ABA型分區(qū)的膠體顆粒，成為研究者極其關(guān)注而一直未能得到解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種表面具有多重性質(zhì)及ABA型分區(qū)的膠體顆粒及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)目的通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種表面具有多重性質(zhì)的ABA型膠體顆粒及其制備方法，按照下述步驟進(jìn)行：

步驟1，將膠體顆粒利用帶有B特征基團(tuán)的偶聯(lián)劑進(jìn)行改性，得到表面具有B基團(tuán)的膠體顆粒；

在步驟1中，膠體顆粒選自硅、鈦、鐵、鋁、鋅的氧化物，膠體顆粒尺寸為l00-1000nm。

在步驟1中，偶聯(lián)劑選自硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或者鋁酸酯偶聯(lián)劑，B基團(tuán)取決于所選用偶聯(lián)劑，選擇氨基、巰基、環(huán)氧基、烷基、乙烯基或者酰氧基。

步驟2，利用表面帶有B基團(tuán)的膠體顆粒作為顆粒乳化劑，以單體、有機(jī)溶劑混合成為油相，以引發(fā)劑的水溶液為水相，高速攪拌制備Pickering乳液，升溫聚合后得到聚合物膠乳；

在步驟2中，單體選自苯乙烯類單體，或者丙烯酸酯類單體，如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-2-羥基乙酯、丙烯酸甲酯。

在步驟2中，引發(fā)劑選自水溶性的引發(fā)劑，如偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鹽、過硫酸鉀或者過硫酸銨。

在步驟2中，有機(jī)溶劑選自25#-52#石蠟。

在步驟2中，聚合溫度為引發(fā)劑引發(fā)溫度之上，如70—80℃，保持恒溫聚合以形成聚合物乳膠，聚合時間為6-10h。