[發(fā)明專利]核-殼型溫敏性無機(jī)有機(jī)雜化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)合微凝膠的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210230091.9
• 申請日: 2012-07-04
• 公開（公告）號(hào): CN102757571A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張穎;劉立峰;李國梁
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J3/075
• 分類號(hào): C08J3/075;C08L25/08;C08L33/24;C08F212/08;C08F220/54;C08F230/08;C08F222/38
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責(zé)任公司 61201
• 代理人: 申忠才

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到膠體化學(xué)，例如：其他類不包括的膠體物料或其溶液的制備；微膠囊或微球的制備。

背景技術(shù)

核-殼結(jié)構(gòu)微球是由中心粒子為核、不同組分為殼所形成的一類復(fù)合材料，由于其在組成、結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)等方面具有可調(diào)控性和可剪裁性等特點(diǎn)，這類材料的制備與應(yīng)用研究已成為眾多學(xué)科領(lǐng)域科學(xué)家們關(guān)注的熱點(diǎn)課題。聚N-異丙基丙烯酰胺微凝膠是常用的溫敏性水凝膠之一，其溫度敏感性能已經(jīng)在藥物傳輸、生物傳感、化學(xué)分離和催化等重要領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用研究價(jià)值。在實(shí)際過程中，由于聚N-異丙基丙烯酰胺微凝膠中含有純的有機(jī)組分使其在應(yīng)用方面受到很多限制。而有機(jī)、無機(jī)復(fù)合材料同時(shí)兼具有機(jī)組分和無機(jī)組分的雙重特性，既可以擁有無機(jī)材料較好的機(jī)械強(qiáng)度，又可以保持高分子微凝膠材料的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和溫度敏感行為。具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚N-異丙基丙烯酰胺/粘土的納米復(fù)合凝膠具有很好的機(jī)械強(qiáng)度，其抗張力強(qiáng)度與所用粘土的含量成比例，而其斷裂伸長率隨著粘土量的增加輕微的減少，而隨交聯(lián)劑粘土含量的增加，復(fù)合凝膠的去溶脹率減小。以N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺作為交聯(lián)劑形成的聚N-異丙基丙烯酰胺凝膠材料，交聯(lián)劑含量對(duì)凝膠的去溶脹率具有顯著影響，隨著交聯(lián)劑含量的增加，凝膠材料的去溶脹率隨之增加。另外，Kazutoshi?Haraguchi等(Macromolecules?2006,39,1898-1905；Macromolecules?2010,43,9848–9853)研究了合成含有有機(jī)(聚合物)/無機(jī)(粘土)雜化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合凝膠，這種微凝膠具有極好的機(jī)械強(qiáng)度和溶脹性。

以上以粘土作為交聯(lián)劑所合成的復(fù)合凝膠材料，可以顯著增加水凝膠材料的機(jī)械強(qiáng)度，通常情況下，為了使水凝膠具有較好的溶脹率，所使用的交聯(lián)劑用量較少，因此，交聯(lián)度不易控制，從而使其在材料的應(yīng)用方面受到了限制。

在實(shí)際研究中，由于二氧化硅具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性、易于實(shí)現(xiàn)功能化、良好的機(jī)械穩(wěn)定性和生物相容性，所以，研究者們常常將含有硅氧鍵的無機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與含有溫度敏感性能的高分子通過一定的方式進(jìn)行復(fù)合，以獲得具有無機(jī)-有機(jī)雜化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述制備方法的缺點(diǎn)，提供一種操作簡單、易于功能化、具有化學(xué)交聯(lián)結(jié)構(gòu)、對(duì)溫度敏感的核-殼型溫敏性無機(jī)有機(jī)雜化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)合微凝膠的制備方法。

解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是由下述步驟組成：

1、制備苯乙烯-N-異丙基丙烯酰胺微球分散液

在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將盛有濃度為0.0196mol/L的N-異丙基丙烯酰胺水溶液三口燒瓶中加入苯乙烯混合，400轉(zhuǎn)/分鐘攪拌分散，水浴加熱，升溫至70℃，將10mL濃度為0.059mol/L的過硫酸鉀水溶液加入到三口燒瓶中，過硫酸鉀與N-異丙基丙烯酰胺、苯乙烯的摩爾比為1：3.1：29.3，70℃反應(yīng)8小時(shí)，制備成苯乙烯-N-異丙基丙烯酰胺微球分散液。

2、制備核-殼型溫敏性無機(jī)有機(jī)雜化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)合微凝膠

氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將N-異丙基丙烯酰胺、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺、十二烷基磺酸鈉溶于二次蒸餾水中，制備成混合液，十二烷基磺酸鈉與N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N-異丙基丙烯酰胺的摩爾比為1：4.4：5.8～11.6：96.3～108.3，將混合液加入到苯乙烯-N-異丙基丙烯酰胺微球分散液中，400轉(zhuǎn)/分鐘攪拌分散，水浴加熱，升溫至70℃，將濃度為0.015mol/L的過硫酸鉀水溶液加入到混合液中，過硫酸鉀水溶液與混合液的質(zhì)量比為1：4.5，60～70℃時(shí)反應(yīng)4～6小時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物用二次蒸餾水洗滌3～5次，離心分離，將產(chǎn)物置于透析袋中用二次蒸餾水透析兩周，每隔12小時(shí)換一次二次蒸餾水，用液氮冷凍，-55℃冷凍干燥24小時(shí)，制備成核-殼型溫敏性無機(jī)有機(jī)雜化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)合微凝膠。