[發明專利]單分散聚合物微粒的制備方法

有效

• 申請號: 201710740022.5
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN109423300B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: N·L·阿伯特;李昂;王睿
• 申請（專利權）人: 江蘇集萃智能液晶科技有限公司
• 主分類號: C09K19/38
• 分類號: C09K19/38;C08F122/20;C08F2/48;C08F222/20;C08F220/20
• 代理公司: 北京嘉和天工知識產權代理事務所(普通合伙) 11269
• 代理人: 甘玲;繆策

本發明公開了一種單分散聚合物微粒的制備方法，所述方法包括：首先形成單分散的液晶微滴，其中所述單分散液晶微滴包括至少一種反應性液晶化合物、至少一種非反應性液晶化合物和至少一種聚合引發劑；其次聚合所述單分散的液晶微滴中的所述至少一種反應性液晶化合物，形成中間微粒；然后從所述中間微粒中移除所述至少一種非反應性液晶化合物，形成聚合物微粒；最后分離、洗滌和分散或干燥所述聚合物微粒。本發明的制備方法利用液晶輔助的模板聚合的方法來制備尺寸、形狀和結構可控的單分散聚合物微粒，操作簡單，節省成本，可大規模生產；制備的單分散聚合物微?？蓮V泛應用于生化分離及催化、生物檢測、藥物傳輸等領域。

技術領域

本發明涉及一種單分散聚合物微粒的制備方法，特別涉及一種具有可控尺寸、形狀和結構的單分散聚合物微粒的制備方法。

背景技術

聚合物微粒由于具有可控的尺寸、形狀、以及巨大比表面積結構，廣泛應用于生化分離、反應催化、生物檢測和藥物釋放等領域。其在生化分離過程中的工業應用，主要包括催化反應器和色譜反應器。在這類反應器中常規的色譜柱填料為隨機堆積的微粒，這些隨機堆積的微粒具有容易制備且生產成本比較低的優點，但是，隨機填充微粒的孔隙幾何形狀和分布是復雜的，并且難以控制。當填料為粒徑尺寸均勻的微球時，反應器的性能提高，但是比表面積仍然不高。同時，微球作為一種廣泛使用的傳統分離純化填充材料，仍無法有效改善色譜柱內的壓降。近年來，很多理論工作已經證實有序填充橢球微粒能獲得理想的流動模式并且能夠優化流場以及分離過程中的阻力。這些橢球型的填料可以有效的提高色譜分離性能并且增加其傳熱能力，減少壓降。因此，橢球型微粒在現代生化分離過程中有著巨大的潛力和市場。另外，橢球粒子展現出高比表面積，高流動性，易于可逆分散等性質，可以廣泛地應用于催化領域。除此之外，這些橢球型的微粒擁有獨特形狀，有著廣泛的流變學應用。

另一方面，在全球面臨嚴峻的工業、大氣和環境污染的今天，有害氣體、生物化學物質的檢測具有極為重要的社會意義，而其中生物檢測幾乎涉及所有行業，特別是醫療、環保、食品等產業，前景極為廣闊。生物檢測中的細菌檢測的傳統方法是將標本進行培養、分離純化、配制成一定濁度的細菌溶液，再進行各種不同生化反應，最后綜合所獲得的生化反應結果實現對細菌的鑒定。該方法影響因素多、操作繁雜、對儀器設備要求高、檢測周期長且對技術人員專業技能要求高，甚至因個別細菌生長的特殊要求而無法得到鑒定結果。目前液晶材料對于電、熱、光、機械、磁等外力的敏感性成為液晶基微球細菌檢測的技術基礎。液晶基微球細菌檢測具有響應迅速、反應直觀且便于攜帶等優點，進而大幅縮短細菌鑒定周期，無需分離提純即可實現鑒定細菌，并可高通量檢測細菌。然而現在國內市場上，面向大眾的液晶基微球細菌檢測技術尚未出現。

目前世界上制備聚合物微粒的方法包括在微流孔腔內原位聚合、基于雙光子聚合的光刻、模板球形微粒的組裝和在微球玻璃化轉變溫度以上拉伸方法。這些方法雖然都有各自特點，但通常涉及專用設備的使用(例如，曝光/打印系統或施加機械應力的系統)，需要漫長的程序，或復雜的界面組裝，這些因素使其仍僅限于實驗室范圍，無法應用到大規模生產和制備。除此之外，這些方法都無法精確地控制聚合物微粒的內部結構和形狀。

因此，需要提供一種可大規模生產可精確控制尺寸、形狀及內部結構的單分散聚合物微粒的方法。

發明內容

為滿足上述需求，本發明提出一種通過液晶輔助的模板聚合制備單分散聚合物微粒的方法，所述方法包括：

I)形成單分散的液晶微滴，其中所述單分散液晶微滴包括至少一種反應性液晶化合物、至少一種非反應性液晶化合物和至少一種聚合引發劑；

II)聚合所述單分散液晶微滴中的所述至少一種反應性液晶化合物，形成中間微粒；

III)從所述中間微粒中移除所述非反應性液晶化合物，形成聚合物微粒；

IV)分離、洗滌和分散或干燥所述聚合物微粒。

在本發明的優選實施方案中，所述聚合為光聚合。