[發明專利]一種聚合物納米微球的制備方法

有效

• 申請號: 201410040748.4
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN104804201B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 張麗華;楊開廣;劉鍵熙;李森武;張玉奎
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C08J3/16
• 分類號: C08J3/16;C08L81/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本發明屬于高分子納米微球材料制備技術及其在蛋白質識別中的應用，具體的說是一種基于聚合物相反轉自組裝制備納米微球及其功能化應用。

背景技術

高分子納米微球是指直徑在1000納米以下，形狀為球形或其他幾何形狀的高分子材料或高分子復合材料。其形貌可以為實心、、多孔、空心、啞鈴型、洋蔥型等。由于其特殊的尺寸和形貌，高分子微球材料具備其他材料所不具備的特殊功能，已經廣泛應用于藥物控制釋放、納米技術、生物化學、電子信息、分析化學等領域。

制備高分子納米微球的方法很多，可以大致分為兩種：一種是高分子化學法，以單體為原料的微球制備方法，如乳液聚合法、無皂乳液聚合法、分散聚合法、沉淀聚合法、蒸餾沉淀聚合法等；另一種是物理法，以已經聚合結束的高分子為原料，制備納米微球，如乳液-固化法、單凝聚法、復凝聚法、靜電紡絲法等（Yang,K.G.;Berg,M.M.;Zhao,C.S.;Ye,L.Macromolecules2009,42,8739；中國專利：200910216645.8）。物理法制備高分子納米微球較高分子化學法來講，對制備環境要求較低，材料的制備重現性高。

相反轉自組裝是聚合物成型的重要方式，它是以某種控制方式使聚合物溶液從液態轉變為固態的過程，在此過程中高分子鏈之間通過各種非共價鍵弱相互作用自發形成具有一定結構和功能的聚集體。當前聚合物相反轉自組裝以其精準、規則、快速、仿生、條件溫和的優勢成為新型功能材料設計的主要動力之一。當前已經有通過相反轉法制備聚醚砜薄膜、聚醚砜大顆粒的報道（He,C.;Nie,C.X.;Zhao,W.F.;Ma,L.;Xiang,T.;Cheng,C.;Sun,S.D.;Zhao,C.S.Polym.Adv.Technol.2013,24,1040；Zhao,C.S.;Yang,K.G.;Wen,X.;Li,F.;Zheng,B.X.;Nomizu,M.;Nishi,N.J.Appl.Polym.Sci.2005,98,1674；）。聚合物相反轉自組裝成型時，都需要設備的輔助（例如，用注射針頭制備顆粒、旋轉涂膜機制備薄膜、紡絲機制備中空纖維）。受設備的限制，相反轉自組裝法制備納米微球一直是這領域面臨的挑戰。

發明內容

因此，本技術中利用聚合物溶液中加入固態水，低溫下形成一體材料，然后通過程序升溫，通過相反轉自組裝法制備聚合物納米微球材料。

為實現相反轉自組裝法制備聚合物納米微球材料，本發明采用的技術方案為：

（1）制備聚合物-添加劑-有機溶液組成的三元分散體系，其組分按照重量計為：聚合物：0.01-5份；溶劑：80-99.99份；添加劑：0-15份。聚合物為：聚醚砜、聚砜、聚醚砜酮、聚芳硫醚砜、聚芳硫醚砜酰胺、聚芳硫醚砜酰胺酰胺中的至少一種；添加劑為：氯化鈉、氯化鎂、氯化鈣、氯化鉀、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的任一種；其溶劑為：N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮和N，N-二甲基甲酰胺中的至少一種。

（2）將三元分散體系冷卻至0℃以下，將固態水加入三元分散體系中，并混合均勻。

（3）將上述混合物在低溫狀態下形成固體，低溫的范圍為-100℃至-20℃，并維持1-10個小時。

（4）將上述低溫狀態下形成固體，進行升溫，包括三個階段的程序升溫過程。第一階段，從上述固態的低溫，升至-20℃至-10℃之間某一溫度，升溫時間1-5小時；第二階段，從第一階段溫度升至-9℃至4℃之間某一溫度，升溫時間1-5小時；第三階段，從第二階段溫度升至5℃至40℃之間某一溫度，升溫時間1-10小時。

（5）將上述體系轉入聚合物的非溶劑相（水、甲醇、乙醇、丙醇、甲酸、乙酸、丙酸中的至少一種；或為上述溶劑中的至少一種與氯化鈉、氯化鎂、氯化鈣、氯化鉀、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的至少一種進行混合的混合溶劑）中，非溶劑相的體積為聚合物溶劑體積的2-50倍，從而制得聚合物納米微球。

（6）將納米微球用過量蒸餾水進行清洗，并用超速離心或者過濾的方法收集納米微球。

（7）將制得的納米微球用于包裹小分子化合物、生物吸附分離材料、催化載體、組織工程支架、細胞和藥物分子載體、血漿純化等領域。

本發明具有如下優點：

1.本發明突波了儀器對制備納米微球的限制，通過加入固態水及程序升溫的方式實現納米微球的制備。

2.該方法制備納米微球步驟簡便，易于推廣、重現性好。

3.該方法制備納米微球易于大規模生產，成本低。