[發明專利]一種柔性光子晶體基元納米微球及其制備方法

有效

• 申請號: 201911112794.X
• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN110804127B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 邵建中;王曉輝;李義臣;王少杰;胡敏干
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學;海寧綠盾紡織科技有限公司
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F220/14;C08F212/36;C08F212/08;C08F220/40;C08F222/14;C08F222/38;C08F220/06;C08F220/20;B01J13/14
• 代理公司: 浙江永航聯科專利代理有限公司 33304
• 代理人: 侯蘭玉

本發明涉及一種納米微球的制備方法，特別涉及一種柔性光子晶體基元納米微球及其制備方法。該納米微球是由以下重量百分比的原料制成：乳化劑0.02~0.04 wt%，內層硬單體4~7 wt%，內層交聯劑，內層交聯劑為內層硬單體含量的5~15 wt%，外層單體9?15 wt%，外層交聯劑，外層交聯劑為外層單體含量的0.1~1 wt%，引發劑，引發劑為內層硬單體與外層單體總量的1~3 wt%；余量為水。本發明通過二步法乳液聚合可有效制備軟質納米微球，外層通過軟硬單體共聚的方式可極為簡便地調控其軟硬度。內層交聯劑可使內核表面存在雙鍵，同時通過外層交聯劑的作用可將外層單體錨固在內核表面上，使其結構更為穩定。

技術領域

本發明涉及一種納米微球的制備方法，特別涉及一種柔性光子晶體基元納米微球及其制備方法。

背景技術

光子晶體是一種結構高度有序的介電材料，由于其自身光子禁帶的存在，可以阻止與禁帶相當的可見光穿過光子晶體從而被選擇性反射，在其表面形成相長干涉。光子晶體結構生色材料在智能響應、智能顯示、傳感、印刷和打印以及紡織品著色等眾多領域受到廣泛關注。然而，目前常用的光子晶體構筑基元通常為氧化硅(SiO₂)、聚苯乙烯(PS)以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等硬質納米微球，此類微球無法構筑具有柔性的光子晶體結構，在很大程度上限制了其實際應用。因而設計和制備一種可構建高柔性、高韌性且顏色鮮艷和虹彩效應顯著的光子晶體膜的基元納米微球具有重要意義。

近年來國內外研究者在制備用于構建柔性光子晶體結構的軟質納米微球方面做了一定的探索，主要有：一步乳液聚合法（Wang J , Wen Y , Ge H , et al. SimpleFabrication of Full Color Colloidal Crystal Films with Tough MechanicalStrength[J]. Macromolecular Chemistry Physics, 2006, 207(6):596-604.）和預乳化-半間歇乳液聚合法（Ruhl T , Spahn P , Hellmann G P . Artificial opalsprepared by melt compression[J]. Polymer, 2003, 44(25):7625-7634.）（Zhao Q ,Finlayson C E , Snoswell D R E , et al. Large-scale ordering of nanoparticlesusing viscoelastic shear processing[J]. Nature Communications, 2016, 7:11661.）（CN 201610329842.0）。一步乳液聚合法是將核層和殼層的單體及所需的各種乳化劑、引發劑等助劑一并加入到反應器中，一步反應完成。該方法雖然簡單易操作，但所制備的核殼納米微球完全依賴于單體的親疏水性差異而自發形成，疏水性單體主要位于核層，親水性單體則主要位于殼層。然而，在反應過程中核層和殼層的單體將會發生一定的共聚反應，難以可控調節所得納米微球的軟硬度。預乳化-半間歇乳液聚合是通過分步加料的方式精準控制納米微球內核及殼層的組成，從而得到所需的軟質納米微球，但待反應單體進行預乳化后在反應過程中需分四次加入，且其制備的納米微球由內核-過渡層-外殼三部分組成，軟質外殼需依賴過渡層進行橋接進而錨固在硬核表面，制備流程和工藝復雜，以致在很大程度上限制納米微球的制備效率。因而，發展一種方法簡便且軟硬度可控性好的硬核-軟殼型納米微球的制備方式對于推動光子晶體的實際應用具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種柔性光子晶體基元納米微球的制備方法，該方法具有對納米微球軟硬度的可控性好，且制備方式簡單、聚合效率高以及反應速率快等優點。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種柔性光子晶體基元納米微球，該納米微球是由以下重量百分比的原料制成：

乳化劑0.02~0.04 wt%，

內層硬單體4~7 wt%，