[發(fā)明專利]一種非對(duì)稱雙分區(qū)的雜化顆粒及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610373452.3
• 申請(qǐng)日: 2016-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107446083B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉繼廣;王銳;張秀芹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京服裝學(xué)院
• 主分類號(hào): C08F220/54
• 分類號(hào): C08F220/54;C08F222/38;C08F130/08;C08F220/06;C08F220/14;C08F230/08;C08F222/14;C08F226/06;C08L33/24;C08L43/04;C08L33/02;C08L33/12;C08L39/
• 代理公司: 北京康思博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11426
• 代理人: 劉冬梅;路永斌

本發(fā)明公開(kāi)了一種非對(duì)稱雙分區(qū)的雜化顆粒及其制備方法，該顆粒包括響應(yīng)性聚合物組份和雜化組份，其制備方法包括：將響應(yīng)性單體和引發(fā)劑加入水相中，混合，形成水相混合物；將雜化單體加入油相中，混合，得到油相混合物；將水相混合物加入油相混合物中，加入乳化劑，乳化，然后進(jìn)行聚合反應(yīng)，任選冷卻；任選地，加入雜原子前驅(qū)體進(jìn)行溶膠凝膠反應(yīng)；最后進(jìn)行離心，收集固體沉淀，洗滌，即得到所述雜化顆粒。本發(fā)明提供的非對(duì)稱雙分區(qū)的雜化顆粒具有環(huán)境響應(yīng)性，同時(shí)雜化組份可以結(jié)合多種材料，因而在催化、材料、醫(yī)藥等多種領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，其制備方法簡(jiǎn)便，易控制，具有普適性，適于大批量生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雜化顆粒，具體涉及一種非對(duì)稱雙分區(qū)的雜化顆粒及其制備方法。

背景技術(shù)

在材料化學(xué)領(lǐng)域，一個(gè)物質(zhì)顆?？珊袃蓚€(gè)不同化學(xué)組成的分區(qū)組份，使得該顆粒同時(shí)具備兩種組份的性質(zhì)和功能。例如：顆粒中的一個(gè)組份親水，另一個(gè)組份親油，則該顆粒具有親水和親油雙重特性，可用作聚合物增溶劑、油水乳化劑、表面活性劑、泡沫穩(wěn)定劑、潤(rùn)濕劑等。然而迄今為止，制備同時(shí)含有兩個(gè)分區(qū)組份的顆粒仍然具有挑戰(zhàn)性，其制備方法有限，特別是大量制備一直是個(gè)難題。

另一方面，具有環(huán)境響應(yīng)性的化學(xué)物質(zhì)一直廣受關(guān)注，其可隨環(huán)境中特定因素的變化而改變自身形態(tài)、結(jié)構(gòu)或性質(zhì)，如聚(N-異丙基丙烯酰胺)具有溫度響應(yīng)性，其在水溶液中當(dāng)溫度低于臨界值(約32℃)時(shí)，為伸展的鏈構(gòu)型，表現(xiàn)為親水性，當(dāng)溫度高于臨界值時(shí)，鏈發(fā)生收縮聚集，表現(xiàn)為親油性。如果將環(huán)境響應(yīng)性物質(zhì)作為雙組份顆粒的一個(gè)組份，則所述顆粒也具有相同的環(huán)境響應(yīng)性，可根據(jù)環(huán)境調(diào)節(jié)自身的形態(tài)及兩組份的體積比例，從而執(zhí)行乳液轉(zhuǎn)變、分子識(shí)別、控制自組裝等多種功能，在材料、化工、醫(yī)藥、催化、紡織多種領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景及價(jià)值。

現(xiàn)有技術(shù)已制備出具有一定環(huán)境響應(yīng)性的雙組份顆粒，如：含有聚苯乙烯和聚丙烯酸雙組份的顆粒(F.Tu et al.,JACS,2014,136,9999-10006)具有乳液轉(zhuǎn)變能力和pH響應(yīng)性，而這種顆粒是通過(guò)聚苯乙烯溶漲聚合技術(shù)制備的，建立在已有的聚苯乙烯微球的基礎(chǔ)上，制備方法復(fù)雜，過(guò)程不易控制，不適于大量制備，且難以調(diào)節(jié)顆粒中兩種組份的比例，另外，該方法僅限于特定組份顆粒的制備，不具有普適性，不能根據(jù)需要制備具有不同組份和性質(zhì)的顆粒，且該顆粒僅對(duì)pH具有響應(yīng)性，在非溶液環(huán)境中應(yīng)用具有局限性。申請(qǐng)人也報(bào)道了通過(guò)乳液聚合制備聚丙烯酰胺和聚丙烯酸的雙組份變形顆粒(Chem.Commun.,2015,51,2694-2697)。

然而，上述顆粒均為聚合物顆粒，無(wú)機(jī)組份引入該聚合物將帶來(lái)新的功能基團(tuán)和用途，如通過(guò)無(wú)機(jī)組份執(zhí)行各種功能，如與其它無(wú)機(jī)材料結(jié)合、負(fù)載催化劑等。

基于現(xiàn)有技術(shù)的上述狀況，本發(fā)明人對(duì)環(huán)境響應(yīng)性聚合物、含有兩個(gè)分區(qū)組份的雜化顆粒及其制備方法進(jìn)行研究，目的是提供一種兩組份比例任意可調(diào)、顆粒一個(gè)組份的表面具有無(wú)機(jī)物表面性質(zhì)、同時(shí)另一組份對(duì)環(huán)境因素具有響應(yīng)性的非對(duì)稱雙組份的雜化顆粒，同時(shí)提供一種簡(jiǎn)便、普適、適于大批生產(chǎn)的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明人對(duì)含有兩個(gè)分區(qū)組份的顆粒及其制備方法進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：可以將具有環(huán)境響應(yīng)性的響應(yīng)性聚合物組份與含有無(wú)機(jī)元素的雜化組份結(jié)合到同一顆粒的兩個(gè)分區(qū)，使得該顆粒同時(shí)具備兩組份的性質(zhì)，在顆粒一個(gè)分區(qū)具有溫度響應(yīng)性或pH響應(yīng)性的同時(shí)，雜化組份可以執(zhí)行無(wú)機(jī)物的功能。另外，采用乳液聚合方法制備所述顆粒，利用乳化劑使兩相均勻混合成較為穩(wěn)定的乳液，在引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應(yīng)，或者在聚合反應(yīng)后進(jìn)一步結(jié)合無(wú)機(jī)物，生成所述非對(duì)稱雙分區(qū)的雜化顆粒。該方法一步合成，過(guò)程易控制，適用于大批量制備，且具有普適性，易于調(diào)節(jié)顆粒中不同組份的比例，可根據(jù)實(shí)際需求制備出組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)不同的聚合物雙組份雜化顆粒

本發(fā)明的目的在于提供以下方面：

(1)一種非對(duì)稱雙分區(qū)的雜化顆粒，其中，該顆粒包括響應(yīng)性聚合物組份和雜化組份；