[發明專利]一種功能化高分子微球的制備方法

有效

• 申請號: 201810195423.1
• 申請日: 2018-03-09
• 公開（公告）號: CN108341966B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 聶俊;李卿;朱曉群
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08G81/00
• 分類號: C08G81/00;C08F283/00;C08F222/14;C08F222/20;C08F220/32;C08F2/48;C08F2/18;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種功能化高分子微球的制備方法屬于功能高分子制備技術領域。本發明以油溶性多官能度丙烯酸酯單體、聚乙烯亞胺和光引發劑為原料，多官能度丙烯酸酯單體、光引發劑、聚乙烯亞胺和水溶劑的重量配比為100：(1～5)：(5～20)：(500～2000)。體系混合均勻后先在高速分散機作用下乳化，乳化后進行紫外光光照可得到多官能度丙烯酸酯的高分子微球。然后再與聚乙烯亞胺發生邁克爾加成反應，得到表面修飾上活性伯胺基和仲胺基的功能高分子微球。本發明得到表面氨基化的功能高分子微球，反應能耗較低，反應速率和反應產率可以通過時間調節。高分子微球的粒徑在2μm?100μm范圍內可調，聚乙烯亞胺既做微球聚合形成過程當中的穩定劑，又做微球改性過程中的改性劑。

技術領域

本發明屬于一種制備表面氨基化的功能高分子微球的方法，屬于功能高分子技術領域。

背景技術

高分子微球是指直徑在數十納米到數百微米尺度范圍內的高分子粒子。小的粒子尺寸和體積使得整個粒子作為微反應器時對外界刺激具有響應性和快的反應速率。大的比表面積和粒徑可控的等特點使得高分子微球在生物醫藥，電子信息，涂料，水處理等領域方面具有特殊而重要的應用。

高分子微球可通過乳液聚合、沉淀聚合和本體聚合等聚合手段合成得到。乳液聚合的缺點是產品中乳化劑不易去除干凈，容易影響產品的最終性質。沉淀聚合的缺點是微球產率低，溶劑使用量大，不滿足環保要求。并且傳統的聚合工藝都需要較高的反應溫度，且反應時間較長，不利于能源的節約。懸浮聚合和乳液聚合制備出的產品由于含有難清除的助劑(分散劑或乳化劑)，容易給產品品質，性能以及后加工帶來不良影響。本發明結合懸浮聚合和光聚合的工藝，簡單，先快速制備出高產量的高分子微球。同時將支化聚乙烯亞胺作為微球懸浮聚合制備過程中的穩定劑，和后期微球功能化過程的表面修飾劑，從而簡單合理的制備出純度較高的功能高分子微球。

實際應用于工業生產生活當中的高分子微球往往需要先對高分子微球表面進行合理必要的改性，使得高分子表面具有所需要的活性基團。傳統的高分子微球改性方法流程復雜，工藝繁瑣，且帶來額外的溶劑污染。本發明采用的支化聚乙烯亞胺修飾多官能度丙烯酸酯高分子微球的辦法，利用懸浮聚合過程的分散劑作為后續改性步驟中的表面改性劑，制備出的高分子微球產品純度高。整個流程過程簡單，設計合理，反應能耗低，不使用有機溶劑，適合于規?；墓I生產。

發明內容

本發明的目的：為了克服現有技術存在的不足，提供一種簡單，快捷，綠色環保的功能化高分子微球的合成方法。此方法合成功能化高分子微球的全過程當中，制備工藝簡單高效，沒有使用任何有機溶劑，適用于工業化生產。

本發明的技術方案是：一種簡便，環保的功能高分子微球制備方法。特征在于以水作為反應介質，以油溶性多官能度丙烯酸酯、光引發劑、支化聚乙烯亞胺為原料制備出丙烯酸酯高分子微球，再利用支化聚乙烯亞胺和高分子微球的邁克爾加成反應得到。

反應過程如下：

A:先將光引發劑完全溶解于油溶性多官能度丙烯酸酯單體當中，與水混合后在分散機中乳化1min-30min，然后加入質量分數為5％-50％的支化聚乙烯亞胺溶液，多官能度丙烯酸酯單體、光引發劑、支化聚乙烯亞胺和水的重量配比為100：(1～5)：(5～20)：(500～2000)。然后在紫外燈的照射下反應5min-90min，所得產物經洗滌、離心、干燥得到高分子微球，微球粒徑在2μm-100μm。

B：將所得高分子微球與質量分數為10％-90％的支化聚乙烯亞胺溶液混合均勻，通氮氣5-20min，在氮氣的氣氛保護下，于60℃-100℃的溫度下加熱1h-10h。所得產物經洗滌、離心、干燥得到表面氨基化的功能高分子微球。

所述多官能度丙烯酸酯單體為多官能度的油溶性丙烯酸酯單體，聚氨酯丙烯酸酯,環氧丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯，聚醚丙烯酸酯當中的一種或幾種的混合物。

所述的光引發劑為目前商業化的油溶性光引發劑。