[發明專利]一種兩親性共聚物自組裝復合納米銀粒子的方法

在審

• 申請號: 201911134231.0
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN111269523A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 陳艷軍;賀光耀;朱成志;耿標;冉術森;鄭航;宋偉政;李錦
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C08L53/00
• 分類號: C08L53/00;C08K9/04;C08K3/08;C08F293/00;B01L3/00;B22F1/00;B22F9/24;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

本發明提供一種兩親性共聚物自組裝復合納米銀粒子的方法。該方法是：采用一種自制的玻璃毛細管三維微流控裝置，將兩親性嵌段共聚物和合成納米銀粒子一同引入微流控的微通道中，在聚焦水動力及毛細管力的驅使下使兩親性嵌段共聚物與納米銀粒子自組裝復合在一起，得到兩親性嵌段共聚物與銀納米粒子的復合膠束。通過改變微流控水動力條件(外相水流速)，進一步優化共聚物膠束與納米銀粒子的復合效果。本發明具有設備制作簡單，組裝復合過程可控性較好，可通過調整微流控條件優化復合效率等優點，且該方法適用于多種兩親性共聚物及金屬納米粒子，應用范圍較廣。

技術領域

本發明屬于功能材料、高分子材料及生物材料領域，尤其是涉及到聚合物與金屬粒子的復合材料的復合方法。

背景技術

兩親性嵌段共聚物基于其特殊的單體組成及特定的結構序列使其分子能夠在水溶液和其他溶劑中，通過非共價鍵相互作用而自發組裝成結構明確且具有特定功能的自組裝聚集體。這些自組裝聚集體一般都具有刺激響應性，比如溫敏性、光敏性及pH敏感性等。這些特殊的刺激響應性在光感、載藥及控制釋放等領域都有著很重要的應用前景。銀納米粒子是一種銀單質的特殊的存在形式，這種單質銀的尺寸一般在幾納米到幾百納米之間。銀納米粒子具有優異的性能，比如催化、導電、光學及殺菌作用等。但是，銀納米粒子具有獨特的性能同時也有較明顯的缺點。納米單質銀在空氣中很容易被氧化，且相互之間容易團聚失去原有的特性。因此，在保留納米單質銀優異的性能的同時，克服其自身的缺點在納米單質銀的實際應用上具有深遠的意義。近年來，關于兩親性共聚物的研究主要集中在自組裝方面。兩親性共聚物由于其出色的自組裝特性，在選擇性溶劑中能夠自組裝成核-殼結構的膠束，納米銀粒子通過疏水改性后能夠進入膠束的核中，形成一種有機無機復合材料。而且這種自組裝膠束具有特殊的刺激響應性能，在一定的條件下又可以將包裹在膠束中的納米銀釋放出來。因此這種由共聚物膠束包裹著的納米銀不僅保留了其優異的特性，還解決了其自身易氧化、團聚的缺點。

關于聚合物和納米金屬粒子的復合材料的研究也被大量的報道過，由于聚合物與納米金屬粒子形成的復合材料在保留著聚合物自身的優異性質的基礎上充分發揮了金屬納米粒子的特殊性，所以被廣泛研究。如今，聚合物納米金屬粒子復合材料的制備方法主要有以下幾種：原位復合法、層間插層法、溶膠凝膠法、共混法、大分子自組裝法及輻射合成法。上述幾種方法除了大分子自組裝法外，其它方法都很難應用于制備具有刺激響應性能，可包裹和控制釋放納米銀粒子的聚合物/納米銀粒子的復合材料。這幾種方法只適用于聚合物基納米復合增強材料的制備。其中大分子自組裝法我們又將其分為傳統自組裝復合法和微流控自組裝復合法。傳統自組裝復合法也有相應的研究，它是將共聚物與疏水改性后的納米銀一同溶于溶劑中，然后采用水誘導法進行自組裝復合。此方法的不足之處為復合效率較低，且復合過程不易控制。與傳統自組裝復合方法相比，微流控自組裝復合法可以通過操控水動力來控制共聚物與納米銀的擴散混合速度，優化共聚物與納米銀的組裝復合條件進而提高共聚物與納米銀的復合效果。這種利用微流控的共聚物與納米金屬粒子的組裝復合方法具有獨特的優點。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是：提供一種基于微流控技術的兩親性共聚物自組裝復合納米銀粒子的方法，以便克服上述現有技術存在的缺陷。

本發明的技術原理：兩親性嵌段共聚物在水溶液或選擇性溶劑中具有良好的自組裝性能，能夠形成具有核殼結構及特殊功能的自組裝聚集體。納米銀粒子具有很多優異的性能，但同時也有易氧化和團聚的缺點。而將納米銀粒子存儲在兩親性共聚物自組裝膠束的核中，是納米銀粒子很好的一種分散保護的方式。且這種膠束具有一定的刺激響應性能，在需要的時候又可以將納米銀釋放出來。微流控一種微流控是一種在小尺寸(微米級)的管道中來處理或操控微量流體的新方法，該方法將流動的流體局限于橫截面只有幾百微米的微通道中，從而為精確、定量和迅速地處理流體提供一個相對理想的環境。我們將水作為外相，將含有共聚物分子和納米銀粒子的溶液作為內相，通過改變流速來控制共聚物和納米銀的擴散，進而控制共聚物與納米銀粒子的組裝復合。

本發明為解決上述技術問題提供以下的技術方案：