[發明專利]一種多孔聚合物微球及其制備方法

有效

• 申請號: 202110661259.0
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113321840B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 楊偉;張停亭;喻鵬;張正民;包睿瑩;劉正英;楊鳴波
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08J9/00
• 分類號: C08J9/00;C08L33/20;C08L27/16
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 劉文娟

本發明涉及一種由納米片組裝的聚合物多孔微球及其制備方法，屬于聚合物功能材料領域。本發明提供一種多孔聚合物微球，所述多孔聚合物微球以結晶或半晶聚合物為基體，該聚合物微球具有聚合物納米片層層自組裝形成的微球結構，并且聚合物納米片層間的間隙形成了多孔結構。本發明巧妙地將反溶劑蒸汽誘導相分離與聚合物結晶相結合，制備了一種由納米片組裝的聚合物多孔微球，即制得了一種新型結構的多孔聚合物微球，并且該制備方法簡單，具有普適性。

技術領域

本發明涉及一種由納米片組裝的聚合物多孔微球及其制備方法，屬于聚合物功能材料領域。

背景技術

多孔聚合物微球由于其多級結構、并且組成和尺寸可調等特點，已經在大量研究中報道并應用于藥物遞送、環保、儲能、分離純化等多個領域。并且微球形貌(如表面粗糙度和表面起皺)對其化學和物理性能具有重要意義。

目前制備多孔聚合物微球的傳統方法主要有：懸浮聚合法、分散聚合法、沉淀聚合法、溶液聚合物法、酸堿溶脹法、蒸餾沉淀法、后交聯法等，近年來，基于微流控技術制備聚合物微球在材料選擇和方面具有高度的靈活性，已成為制備多孔和/或表面粗糙聚合物微球的焦點，微流控法是先配制聚合物與模板的混合溶液，然后利用微流控設備制備聚合物微球，再去除模板，然而在模板去除過程中，容易出現模板去除不完全，以及模板溶解造成孔道塌陷的問題，此外其逐滴生產的方式極大地限制了產量。

目前，現有技術中尚未有利用蒸汽誘導相分離法(VIPS)和聚合物結晶相結合的方式來制備一種由納米片組裝形成的多孔聚合物微球的相關報道。

發明內容

本發明巧妙地將VIPS與聚合物結晶相結合，制備了一種由納米片組裝的聚合物多孔微球，即制得了一種新型結構的多孔聚合物微球，并且該制備方法簡單，具有普適性。

本發明的技術方案：

本發明要解決的第一個技術問題是提供一種多孔聚合物微球，所述多孔聚合物微球以結晶或半晶聚合物為基體，該聚合物微球具有聚合物納米片層層自組裝形成的微球結構，并且聚合物納米片層間的間隙形成了多孔結構。

本發明要解決的第二個技術問題是提供上述多孔聚合物微球的制備方法，所述制備方法為：聚合物溶液采用反溶劑蒸汽誘導相分離法使聚合物與溶劑發生相分離；同時由于聚合物結晶促進生成聚合物納米片，相鄰的聚合物納米片發生自組裝；在相分離和結晶自組裝的協同作用下，形成了多孔聚合物微球(聚合物納米片層間的間隙則形成了多孔結構)；其中，所述聚合物為半晶或結晶聚合物。

進一步，上述制備方法中，控制環境條件(如溫度)既能促進所述聚合物分子鏈的運動與結晶，也能滿足反溶劑持續穩定地揮發，使結晶與相分離發揮協同作用；并且，結晶誘導的自組裝速率應大于相分離析出速率，確保結晶自組裝完成后再通過相分離的作用使聚合物球完全析出。

進一步，所述聚合物選自：聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯或聚乳酸中的至少一種。

進一步，所述聚合物溶液采用反溶劑蒸汽誘導相分離法使聚合物與溶劑發生相分離的過程中，所述溶劑與所述反溶劑能夠混溶；這樣才能使反溶劑能夠進入溶劑體系改變聚合物在溶劑體系中的溶解度。

進一步，所述溶劑為在實驗溫度下揮發性弱的溶劑，從而使得反溶劑如水蒸氣誘導的相分離占主導。優選的，所述溶劑選自：N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)或二甲基亞砜(DMSO)中的至少一種。

進一步，所述反溶劑選自：水、乙醇或丙醇中的至少一種。

進一步，所述聚合物溶液的質量濃度為1～50mg/ml，優選為30mg/ml。聚合物溶液即聚合物和溶劑形成的溶液。