[發明專利]一種基于羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201410180515.4
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103980423A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 熊玉兵;焦振乾;李鳳;苗叢叢;張靜
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: C08F226/06
• 分類號: C08F226/06;C08F230/02;C08F222/14
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 張英荷

技術領域

本發明涉及一種溫敏性納米凝膠材料，尤其涉及一種基于羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠及其制備，屬于新材料領域。

背景技術

自從1965年Heskins發現聚N-異丙基丙烯酞胺（PPNIPAm）水溶液在很窄的溫度范圍內溶解度會發生顯著變化，而且高溫時溶解度降低，溫度敏感性高分子材料成為功能材料界研究熱點之一。溫度敏感性高分子材料是指對溫度有響應性，具有較低臨界溶解溫度的一類高分子材料，如聚乙烯基異丁酞胺PNVIBA)、聚氧化乙烯醚(PEO)，聚乙烯毗咯烷酮(PVP)，聚異丙基丙烯酞胺(PPNIPAm)等，由于分子的特殊結構——含有醚鍵，取代的酞胺、羥基等官能團，???其水溶液被加熱至較低臨界溶解溫度之上時，粒子體積發生收縮，溶解度驟降，水溶液分解成兩相，宏觀上呈現混濁，并且這種轉變是具有可逆性的。這種溫度敏感性聚合物已被用來制成凝膠、微球等，并廣泛地應用于生物，化學藥物釋放，物相分離，醫用生物高分子材料等領域。目前所報道的溫敏性聚合物材料溫度變化范圍不可調，對生物體具有毒性，因此開發新型的溫敏性材料是當前高分子研究的前沿熱點領域之一。

離子液體(Ionic?Liquids，ILs)是指主要由有機陽離子和無機或有機陰離子構成的在室溫或近于室溫下呈液態的鹽，它們具有很多其他溶劑不可比擬的獨特性質。與傳統的液態純物質相比較，離子液體完全由離子構成；與常規離子型純物質相比較，它在室溫下呈液態，蒸氣壓幾乎為零，無色無臭，具有較好的化學穩定性，較寬的電化學穩定電位窗口和溫度穩定范圍，有希望作為一類綠色環保的溶劑而取代傳統的有機溶劑。此外，離子液體具有可設計、較強的催化性能、易制備、可重復使用等諸多優點。正是由于這些優點，使得離子液體在精細化工、分離、催化和電化學等方面都具有非常廣泛的應用前景。

發明內容

本發明的目的是利用離子液體的特點，制備一種基于羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠材料。

本發明的另一目的是提供一種上述基于羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠材料的制備方法。

一、基于羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠材料的制備

本發明基于羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠材料制備是以甲醇為溶劑，偶氮二異丁腈為引發劑，二甲基丙烯酸乙二醇酯為交聯劑，在N₂保護下，使溴化1-乙烯基-3-羥乙基咪唑離子液體與氯化-4-乙烯基芐基-三苯基鏻離子液體以5:1～20:1的摩爾比，于65～75?℃攪拌反應20～80h，或使溴化1-乙烯基-3-羥乙基咪唑離子液體與氯化1-乙烯基-3-(4-乙烯基芐基)咪唑離子液體以2:1～10:1的摩爾比，于65～75?℃攪拌反應5～34h，得到的乳液即為基于羥基咪唑離子液體納米凝膠。

上述引發劑偶氮二異丁腈的用量為離子液體單體總摩爾量的1%～2%；交聯劑二甲基丙烯酸乙二醇酯的用量為離子液體總摩爾量的5%～70%。

二、基于羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠的結構

下面通過紅外譜圖、動態光散射等對本發明溫敏性納米凝膠材料的結構進行分析說明。

1、紅外譜圖分析

圖1為上述方法制備的基于羥基咪唑離子液體納米凝膠的紅外譜圖（不同比例的羥基-乙烯基咪唑的交聯）。通過圖1的多組紅外譜圖的對比，共同的出峰位置有：3407cm^-1、3343cm^-1，此峰值歸屬于?-OH(帶氫鍵)，這可能是由于樣品中的溶劑沒有除干凈；1724cm^-1處歸屬于酯羰基中C=O的伸縮振動峰；1651cm^-1、1634cm^-1處峰歸屬于C=C雙鍵的伸縮振動峰。而隨著溴化1-乙烯基-3-羥乙基咪唑離子液體的加入，新的出峰位置有：(A)3067cm^-1、3055cm^-1，此峰歸屬于C-H…X^-當中C-H鍵的伸?????縮振動區域；(B)1551cm^-1處峰歸屬于咪唑環中C=N的伸縮振動峰；(C)1070cm^-1處峰歸屬于CH₂-OH中C-O的伸縮振動峰。因此，我們經過分析得出結論，上述制備的含有羥基的羥基咪唑離子液體納米凝膠的結構如下：

?????或???????

式中，m、p、q=?4～90（m、p、q的值可在制備過程中根據溫敏性強弱以及生成的納米粒子在溶液中的穩定性控制）。

2、動態光散射曲線分析