[發明專利]一種制備Janus粒子的方法及形貌調控方法

有效

• 申請號: 202110664048.2
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113457566B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 黃才利;陳靜怡;程泉勇;朱天任;余祥
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B01J2/06
• 分類號: B01J2/06;B01J13/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孫楊柳

1.一種制備Janus粒子的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將第一水溶性單體、第一水溶性共交聯劑和第一水溶性光引發劑加入到能形成全水相分離體系的第一聚合物的水溶液中，得到第一混合物溶液；將該第一混合物溶液滴加到超疏水基底表面形成液滴；

(2)將第二水溶性單體、第二水溶性共交聯劑和第二水溶性光引發劑加入到能形成全水相分離體系的第二聚合物的水溶液中，得到第二混合物溶液；將該第二混合物溶液滴加到步驟(1)形成的液滴表面形成混合液滴，所述混合液滴發生相分離形成球形Janus液滴；

所述第一水溶性單體與第二水溶性單體相同或不同；所述第一水溶性共交聯劑與第二水溶性共交聯劑相同或不同；所述第一水溶性光引發劑與第二水溶性光引發劑相同或不同；所述第一聚合物與第二聚合物為分子量不同的聚合物，其中分子量小的聚合物主要位于Janus液滴的上相，分子量大的聚合物主要位于Janus液滴的下相；所述第一聚合物和第二聚合物中分子量小的聚合物為聚乙二醇、聚丙二醇或聚乙二醇二丙烯酸酯，所述第一聚合物和第二聚合物中分子量大的聚合物為葡聚糖、聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮；

(3)將步驟(2)得到的球形Janus液滴進行紫外光照，使第一水溶性單體和第二水溶性單體分別聚合，形成水凝膠Janus粒子。

2.如權利要求1所述的制備Janus粒子的方法，其特征在于，所述超疏水基底為超雙疏基底。

3.如權利要求1或2所述的制備Janus粒子的方法，其特征在于，所述第一聚合物和第二聚合物中分子量小的聚合物的分子量為18500-22000，所述第一聚合物和第二聚合物中分子量大的聚合物的分子量為450000-650000。

4.如權利要求3所述的制備Janus粒子的方法，其特征在于，所述第一水溶性單體和第二水溶性單體各自獨立地選自N-異丙基丙烯酰胺、N-N-二甲基丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯和馬來酰化葡聚糖。

5.如權利要求4所述的制備Janus粒子的方法，其特征在于，所述第一水溶性共交聯劑和第二水溶性共交聯劑各自獨立地選自N-N-亞甲基雙丙烯酰胺、二乙烯三胺和二異氰酸酯；

所述第一水溶性光引發劑和第二水溶性光引發劑各自獨立地選自2，2-二乙氧基苯丙酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-1-丙酮和4-丙烯酰氧基二苯甲酮。

6.一種調控Janus粒子形貌的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將第一水溶性單體、第一水溶性共交聯劑和第一水溶性光引發劑加入到能形成全水相分離體系的第一聚合物的水溶液中，得到第一混合物溶液；將該第一混合物溶液滴加到超疏水基底表面形成液滴；

(2)將第二水溶性單體、第二水溶性共交聯劑和第二水溶性光引發劑加入到能形成全水相分離體系的第二聚合物的水溶液中，得到第二混合物溶液；將該第二混合物溶液滴加到步驟(1)形成的液滴表面形成混合液滴，所述混合液滴發生相分離形成具有相分界線的球形Janus液滴；

所述第一聚合物和第二聚合物中分子量小的聚合物為聚乙二醇、聚丙二醇或聚乙二醇二丙烯酸酯，所述第一聚合物和第二聚合物中分子量大的聚合物為葡聚糖、聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮；

所述第一水溶性單體與第二水溶性單體相同或不同；所述第一水溶性共交聯劑與第二水溶性共交聯劑相同或不同；所述第一水溶性光引發劑與第二水溶性光引發劑相同或不同；所述第一聚合物與第二聚合物為分子量不同的聚合物，其中分子量小的聚合物主要位于Janus液滴的上相，分子量大的聚合物主要位于Janus液滴的下相；

(3)將步驟(2)得到的球形Janus液滴進行紫外光照，使第一水溶性單體和第二水溶性單體分別聚合，形成水凝膠Janus粒子；

將第一聚合物和第二聚合物在混合液滴中的濃度對應于雙水相圖系線上的點設為點A，該系線與共存曲線相交靠近橫軸的交點設為點B，該系線與共存曲線相交靠近縱軸的交點設為點C，點A與點B的距離比上點A與點C的距離，即為上相與下相的體積比；通過調控第一聚合物和第二聚合物在混合液滴中的濃度，從而調控上相與下相的體積比。