[發(fā)明專利]Janus聚合物微粒的制備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201511000335.4
• 申請(qǐng)日: 2015-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105601958A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王利魁;康凡;姚伯龍;鄧麗朵;李洪萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J3/12
• 分類號(hào): C08J3/12;C08F112/08;C08G73/02;C08G73/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及部分表面被導(dǎo)電聚合物包覆的Janus聚合物微粒的制備方法，屬于材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

Janus微粒名字來(lái)源于古羅馬神話中的雙面神，指的是具有兩種不同化學(xué)性質(zhì)的微粒，在自然界中存在很多具有Janus微粒性質(zhì)的物質(zhì)。在對(duì)Janus微粒的合成探究過(guò)程中科研工作者發(fā)現(xiàn)了其一系列的新型材料性質(zhì)和特殊的聚集行為，因此其在醫(yī)藥、生化、物理和膠體化學(xué)領(lǐng)域都有較廣泛的應(yīng)用，目前電子紙領(lǐng)域普遍采用Janus雙色微粒或者Janus雙色膠囊來(lái)承擔(dān)顯示變色功能。過(guò)去的十年間，Janus微粒的制備方法有了極大的突破，具有功能性和有機(jī)無(wú)機(jī)雜化的Janus微粒被成功制備，微米或次微米尺度的Janus微球可通過(guò)許多不同的方法制備，例如微流體法，Pickering乳液法、平面半屏蔽法、相分離法、自組裝法等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種部分表面被導(dǎo)電聚合物包覆的Janus聚合物微粒的制備方法，該方法包含以下步驟：第一步，將聚苯乙烯(PS)或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球在水面排列成單層；第二步，在水相中加入吡咯或苯胺，或者將制備的單層微球轉(zhuǎn)移到吡咯或苯胺的水溶液中；第三步，靜置一定時(shí)間后加入引發(fā)劑使吡咯或者苯胺聚合，微球在水面以下的部分被聚吡咯或者聚苯胺包覆，暴露在空氣中的部分未被覆蓋，形成部分表面被導(dǎo)電聚合物覆蓋的Janus微粒。

第一步所用的PS或者PMMA微球可以為乳液聚合、沉淀聚合、分散聚合等方法合成或者從市場(chǎng)購(gòu)得，粒徑在150nm～50μm之間，優(yōu)選的粒徑在200nm～5μm之間?？刹捎肔angmuir-Blodgett(LB膜)的方法或者氣液界面自組裝的方法使微球漂浮在水面形成單層。氣液界面自組裝的方法通常將微球的水和醇的混合乳液滴加在水面上，乳液自動(dòng)在水面鋪開(kāi)形成微球的單層排列，或者采用例如CN101428493，CN101787139A所述的方法。

第二步在水相中加入吡咯或苯胺形成吡咯或苯胺水溶液，或者將制備的單層微球轉(zhuǎn)移到吡咯或苯胺的水溶液中。吡咯的用量為水的質(zhì)量的0.001％～6％，優(yōu)選的用量為0.01％～2％。苯胺的用量為0.001～2％，優(yōu)選的用量為0.01％～0.5％。苯胺在水中的溶解度比較小，因而為增大苯胺在水中的溶解度，可以在水中加入0.5％～15％質(zhì)量的乙醇，從而提高苯胺在水中的溶解度。

第三步加入吡咯或者苯胺的單體之后，首先進(jìn)行靜置，靜置時(shí)間為30min～72h，優(yōu)選的靜置時(shí)間為4h～12h。之后加入引發(fā)劑，聚合所用的引發(fā)劑根據(jù)所用溶脹單體的不同，如果單體為吡咯，引發(fā)劑選用FeCl3,如果單體為苯胺，引發(fā)劑可選用過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉等。引發(fā)劑和單體的摩爾比為0.5:1～10:1，優(yōu)選0.8:1～3:1。吡咯或者苯胺聚合后，形成部分表面被聚吡咯或者聚苯胺覆蓋的Janus聚合物微粒。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1所得到的Janus聚合物微粒的電鏡圖。

圖2為實(shí)施例2所得到的Janus聚合物微粒的電鏡圖。

具體實(shí)施方式

下列實(shí)施實(shí)例用以更詳細(xì)地描述本發(fā)明方案，但本發(fā)明并不局限于實(shí)例所描述的方案。

實(shí)施例1

稱取80g苯乙烯單體和800g超純水于1L的三口燒瓶中，將燒瓶置于恒溫水浴鍋中，水浴溫度設(shè)定為60℃，300rpm機(jī)械攪拌。攪拌形成均勻乳液后，用過(guò)硫酸鉀作為引發(fā)劑，稱取1g溶于200g超純水中，超聲溶解，加入燒瓶中，反應(yīng)30h。制得PS微球，粒徑為860nm。

將以上制得的PS微球離心并濃縮至3％，之后加入等體積的正丙醇，攪拌分散均勻之后用注射器緩慢滴加在裝有純水的培養(yǎng)皿液面，由于醇的存在，微球乳液迅速地在水面鋪開(kāi)，形成單層排列。放置半個(gè)小時(shí)用食人魚(yú)溶液清洗過(guò)的載玻片將水面的微球單層膜撈起待用。

配置0.01％質(zhì)量濃度的苯胺溶液50ml，將載玻片撈起的微球單層膜緩慢放置于溶液中，單層微球會(huì)從玻璃片上脫落，漂浮在苯胺溶液液面。靜置8h，使苯胺充分溶脹微球。

稱取APS11.4g(0.05mol)和36％鹽酸(HCl)8.6mL(0.1mol)，加入適量超純水溶解，轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中定容。在上一步苯胺溶液中加入和苯胺摩爾比1:1的引發(fā)劑過(guò)硫酸銨(APS)溶液，0℃靜置24h，使苯胺聚合，之后用食人魚(yú)溶液清洗過(guò)的載玻片將入水部分覆蓋有聚苯胺的JanusPS微粒撈出，經(jīng)烘箱干燥即得部分表面被聚苯胺覆蓋的JanusPS微粒。其掃描電鏡圖見(jiàn)附圖1。

實(shí)施例2