[發明專利]具有空腔的核殼結構微粒的制備

有效

• 申請號: 201611223966.7
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106633057B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 王利魁;李洪萍;王曄;石剛;姚伯龍
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08G73/06
• 分類號: C08G73/06;C08G73/02;C08F112/08;B01J13/14
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發明提出一種具有空腔的核殼結構微粒的制備方法，該制備方法包括如下步驟：第一步在聚苯乙烯微球或者聚甲基丙烯酸甲酯微球的水相乳液中加入惰性溶劑作為溶脹劑進行溶脹；再在種子微球乳液中加入導電聚合物單體對其進行溶脹，然后加入引發劑，導電聚合物聚合并包覆在微球表面，形成具有核殼結構的微球顆粒；最后，將得到的微球顆粒置于烘箱中使溶脹劑揮發，核殼結構的微球核發生收縮，即形成一種鈴鐺型有空腔的核殼結構微球。

技術領域

本發明涉及一種具有空腔的核殼結構微粒的制備方法，主要通過溶脹劑揮發產生核殼分離實現。

背景技術

鈴鐺型的中空結構通常是指中空殼層內具有硬質粒子，它們之間還存在填充的空腔，通常核、殼由不同材料制成，這種材料被稱為納米鈴鐺結構材料。中空型聚合物微球作為一種結構特殊的微球材料,由于其在涂料、造紙、生物醫藥、化妝品等多個行業有著廣泛的應用而受到越來越多的關注。

目前制備鈴鐺型中空微球的方法包括：自下到上的制備方法、自上到下的制備方法。Ostwald熟化、柯肯特爾效應、犧牲模板法等也都可以制備鈴鐺型的中空微球材料。而相分離法作為制備各向異性微球的一種有效方法，可以通過溶劑揮發使得具有核殼結構的微球顆粒發生相分離，從而制備出鈴鐺型中空微球。

發明內容

本發明涉及一種鈴鐺型有空腔的核殼結構微球的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：第一步在聚苯乙烯微球或者聚甲基丙烯酸甲酯微球的水相乳液中加入惰性溶劑作為溶脹劑進行溶脹；第二步在乳液中加入導電聚合物單體并攪拌溶脹，隨后加入引發劑使導電聚合物單體聚合，導電聚合物包覆在微球表面形成核殼結構；最后進行洗滌并將產品進行干燥，惰性溶劑揮發后核殼結構的微球核收縮，形成鈴鐺型的有空腔的核殼結構。

本發明第一步所用的聚合物微球可以采用乳液聚合、懸浮聚合、沉淀聚合或者其他方法來制備，所用的材料可以為聚苯乙烯或者甲基丙烯酸甲酯，制備的微球粒徑根據所選用方法不同，直徑在在200nm～10μm之間。第一步所用溶脹劑為苯、甲苯、二甲苯、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、癸烷、四氫呋喃、乙苯中的一種或多種溶脹劑的混合物，溶脹劑的質量為微球質量的0.5～5倍，優選的用量為1～3倍，溶脹溫度為0～98℃，優選的溶脹溫度為20～75℃。

第二步所用的溶脹單體為吡咯、苯胺、3,4-乙烯二氧噻吩或者它們的衍生物。聚合所用的引發劑根據所用溶脹單體的不同，如果單體為吡咯或3,4-乙烯二氧噻吩，引發劑選用FeCl₃,如果單體為苯胺，引發劑可選用過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉等。

附圖說明

圖1為實施例1所得到的鈴鐺型中空微球的掃描電鏡圖。

圖2為實施例1所得到的鈴鐺型中空微球的透射電鏡圖。

具體實施方式

下列實施實例用以更詳細地描述本發明方案，但本發明并不局限于實例所描述的方案。

實施例1

(1)向帶有攪拌裝置的500ml三口燒瓶中加入200g超純水，20g苯乙烯單體；將三口燒瓶置于水浴中，設定溫度60℃，通氮攪拌(300rpm)1h后加入50g固含為1.5wt％的過硫酸鉀溶液，密封并繼續水浴60℃通氮攪拌28h；合成結束后，乳液用超純水洗滌3次并冷凍干燥得到聚苯乙烯微球粉末。

(2)于錐形瓶中加入聚苯乙烯微球0.1g，并用超純水稀釋至25g，邊攪拌(300rpm)邊滴加0.2g二甲苯，室溫密封溶脹12h。

(3)在錐形瓶中加入0.1g吡咯，密封攪拌溶脹4h后加入3.47mL 1mol/L的FeCl₃溶液，持續攪拌12h，形成聚吡咯包覆聚苯乙烯的核殼結構。