[發明專利]表面改性二氧化硅微球、其復合納米微球及其制備方法

有效

• 申請號: 201810364502.0
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108658084B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 張阿方;章鵬;周聰聰;趙元博;盧悅;彭宇;李文;劉坤
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C01B33/18
• 分類號: C01B33/18;C08G83/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發明涉及一種表面改性二氧化硅微球、其復合納米微球及其制備方法。該發明的硅球表面改性劑通過醚化反應和紫外光引發的點擊化學反應制備。改性硅球表面的氧氨基團和聚苯乙炔共聚物的醛基通過動態化學鍵聯，從而形成以無機物為核，有機物為殼的復合納米微球。從而將手性賦予了微球，并由于共聚物還有未使用的醛基官能團，使其具有巨大的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種表面改性二氧化硅微球、其復合納米微球及其制備方法。

背景技術

經過幾十年的發展，聚合物微球作為一類功能材料在醫療檢測、藥物控制與釋放、生物化學、電子信息技術等高端技術領域取得了巨大的發展。聚合物微球，尤其是智能聚合物納米微球受到了研究人員越來越多的關注。智能聚合物納米微球是一類以智能聚合物為基礎制備的智能微球材料。與智能聚合物一樣，根據其刺激響應性的數量可分為：單一響應和多重響應的智能微球；根據外界刺激信號的類型可以分為：化學信號響應、物理信號響應和生物信號響應。化學信號主要包括pH值、氧化還原等；物理信號主要包括溫度、磁響應、光響應等；生物信號主要包括糖響應、酶（蛋白質）響應、DNA響應等。智能納米微球其優勢在于易于控制，結構穩定，易于功能化，尺寸小，靶向性以及快速反應等。現在多應用于標記探針，藥物控制釋放，醫學診斷，生物傳感器，生物材料催化劑載體，導電球，液晶間隔物等方面。常見的聚合物載體類納米材料往往僅具有單一的刺激響應性能，而要真正實現納米聚合物納米材料的智能遞送性能，必須將可功能化修飾及刺激響應性能有機結合在一起，從而發揮納米聚合物納米材料在藥物智能遞送/釋放等領域中真正的應用價值。

納米二氧化硅為無定型白色粉末，是一種無毒、無味、無污染的非金屬材料，在塑料、橡膠、精細陶瓷、涂料、粘合劑等工業有著廣泛的應用。傳統納米二氧化硅的制備工藝有沉淀法、溶膠-凝膠法和微乳液法等。納米二氧化硅粒子具有表面界面效應、小尺寸效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應，及在高溫下仍具有很高的強度、韌性和很好的穩定性，因而被廣泛應用于涂料、橡膠、藥物載體等領域。納米二氧化硅表面含有大量的活性硅羥基，可與有機硅烷、醇和酸等物質發生化學反應而對其進行改性。改性后的二氧化硅表面含有羧基、氨基等基團，拓展了二氧化硅的應用。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種改性二氧化硅微球。

本發明的目的之二在提供一種由改性二氧化硅微球形成的復合納米微球。

本發明的目的之三在于提供該復合納米微球的制備方法。

為了實現以上發明目的，本發明的硅球表面改性劑由二苯甲酮肟與烯丙基溴單體通過醚化反應進行得到單體A，通過光引發安息香二甲醚與γ-巰丙基三甲氧基硅烷通過點擊化學反應制備改性劑B。其合成路線為：

。

然后采用上述的改性硅球為模板，通過改性硅球表面的氧氨基團和手性聚苯乙炔側鏈上醛基，在特定pH下通過動態化學鍵聯將聚合物引入硅球表面，得到復合納米微球。該復合納米微球由于其外層為手性聚苯乙炔共聚物，從而賦予了微球手性。而且手性聚苯乙炔共聚物含有醛基官能團，能夠和氨基等基團進行鍵聯，使微球的此微球具有巨大的潛在應用價值。手性聚苯乙炔共聚物的結構式如下所示：

。

反應機理如下：

；

根據上述反應機理，本發明采用如下技術方案：

一種改性二氧化硅微球，其特征在于該改性二氧化硅微球示意為：

。