[發(fā)明專利]樹莓狀單分散雜化亞微米微球及其制備方法

有效

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• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104072655B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧遠(yuǎn)名;湯皎寧;林海霖;趙勁來;羅俊旋;朱克均
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué);廣州門德納米科技有限公司
• 主分類號: C08F212/08
• 分類號: C08F212/08;C08F220/28;C08F230/08
• 代理公司: 深圳中一專利商標(biāo)事務(wù)所44237
• 代理人: 張全文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種樹莓狀單分散雜化亞微米微球及其制備方法。

背景技術(shù)

樹莓狀納米粒子是一類典型的雙重結(jié)構(gòu)膠體粒子，是由較大的核膠體粒子表面負(fù)載較小的冠膠體粒子。這種獨特結(jié)構(gòu)使其具備很高的表面粗糙度和比表面積，在構(gòu)筑超性能表面材料領(lǐng)域有很大的潛力。現(xiàn)有制備樹莓狀膠體粒子的方法按照核粒子和冠粒子形成順序可分為：1)先生產(chǎn)核粒子后在其表面制備冠粒子；2)先制備冠粒子后在其內(nèi)制備核粒子；3)分別制備核、冠粒子后混合，通過表面相互作用組裝；4)在一個體系內(nèi)核、冠粒子同時形成，進(jìn)行組裝成為為樹莓狀粒子。

以往研究較多的是上述前三種方法，由于核粒子和冠粒子分別制備，粒子尺寸和形貌容易控制，但同時也容易存在因包覆不完全導(dǎo)致的游離的冠粒子或核粒子，且制備的產(chǎn)品中需要添加輔助試劑，生成的產(chǎn)品還需要進(jìn)一步處理后才能具有良好地結(jié)合性進(jìn)行使用。而相比前三種方法，第四種只需進(jìn)行一步反應(yīng)步驟，因此相對反應(yīng)過程較為簡單，但由于核粒子和冠粒子同時生成，反應(yīng)中難以控制生成核、冠表面粒子尺寸和表面粗糙度，目前報道較少。如Zhang?Jiannan等2013報道了一種通過St、MPS、TEOS及DVB的界面引發(fā)細(xì)乳液聚合一步制備聚苯乙烯-氧化硅樹莓狀膠體粒子的方法，通過St、MPS與DVB聚合過程誘導(dǎo)相分離使MPS和TEOS出現(xiàn)在核粒子的表面通過水解制備冠粒子。Zhang?Haifei等通過在PVA及CTAB水溶液中依次加入甲醇、氨水及巰基丙基三甲氧基硅烷控制水解縮合一步制備了氧化硅氧化硅二重結(jié)構(gòu)樹莓狀粒子。Zhang?Qiuyu等報道了一種通過無皂乳液聚合一步制備聚苯乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物的樹莓狀膠體粒子的方法，采用富PGMA的冠粒子通過相分離的方式形成，調(diào)節(jié)St、GMA及DVB的投料比即可控制表面形貌。Wu?Limin等報道了一種樹莓狀膠體粒子的一步法制備，過程涉及甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPS)、丙烯酸(AA)、苯乙烯的無皂乳液共聚合，將MPS在AA溶液中經(jīng)過數(shù)小時的水解之后生成硅醇，并借助AA的穩(wěn)定作用制備核為PS，冠為PAA-PMPS-PS多元粒子的二重多元結(jié)構(gòu)。上述報道利用不同的反應(yīng)性單體一步法制備了樹莓狀納米粒子，但均需要加入交聯(lián)劑、酸、堿或乳化劑等輔助試劑，產(chǎn)品無法直接使用；在不添加輔助試劑下制備粒子表面同時具有羥基和硅羥基結(jié)構(gòu)的樹莓狀粒子的做法并未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種可控制表面粒子尺寸、表面粗糙度的樹莓狀單分散雜化亞微米微球制備方法。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案如下：

一種樹莓狀單分散雜化亞微米微球的制備方法，包括如下步驟：

按照St：HEMA：MPS：引發(fā)劑：水的質(zhì)量比為1.8:0～0.2:0～0.2:0.04～0.08：40獲取原料St、HEMA、MPS、引發(fā)劑、水；

將原料中的水加入至保護(hù)氣氛填充的反應(yīng)容器中，并加熱至60～90℃；

向反應(yīng)容器中加入單體St、HEMA和MPS和引發(fā)劑，其中所述MPS加入時間為所述單體St、HEMA和引發(fā)劑加入前8小時至所述單體St、HEMA和引發(fā)劑加入后4小時之間；

進(jìn)行聚合反應(yīng)1～12小時，即可得樹莓狀單分散雜化亞微米微球。

在本發(fā)明上述制備方法，通過調(diào)整疏水單體St、親水單體HEMA以及可水解交聯(lián)單體MPS的投料比和MPS的預(yù)水解時間，從而控制制備表面粒子尺寸、表面粗糙度的樹莓狀膠體粒子；同時采用上述原料進(jìn)行聚合，生成的樹莓狀單分散雜化亞微米微球粒子表面具有羥基及硅羥基，這些功能性基團(tuán)利于與無機(jī)納米粒子結(jié)合；提升納米粒子負(fù)載及催化的應(yīng)用功能，且制備采用一步法，在預(yù)水解過程中不需要其它的輔助試劑。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1為本發(fā)明實例制備的樹莓狀單分散雜化亞微米微球的電鏡掃描圖；

圖2為本發(fā)明實例10制備的樹莓狀亞微米微球的高倍數(shù)掃描電鏡圖；

圖3為本發(fā)明實例制備的樹莓狀單分散雜化亞微米微球的紅外吸收光譜。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。