[发明专利]一种制备温敏性有机－无机杂化纳米微胶囊的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备纳米微胶囊的方法，具体涉及一种制备温敏性有机-无机杂化纳米微胶囊的方法。

背景技术

温敏性聚合物对环境变化，尤其是温度变化，能智能化且可逆地响应。因此，自1969年发现线性聚N-异丙基丙烯酰胺的温度敏感特性后(Heskins M，Guillet J E.J Macromol Sci Chem，1969，2：1441-1455)，对于这类聚合物的研究一直是高分子科学领域的热点之一。温敏性聚合物在最低临界溶液温度(LCST)附近能表现出相转变现象，普遍认为温敏性聚合物出现相转变现象的原因是由于在高于最低临界相转变温度时温敏性聚合物大分子链上的亲水基团和水之间形成的氢键被破坏，使温敏性聚合物分子失水，从而使温敏性聚合物从低于最低临界溶液温度时的完全溶解状态(成无规线团结构)失水收缩成颗粒状。

目前有学者将温敏性聚合物的环境响应性特点和无机材料的特点结合，制备结构化的温敏性有机-无机杂化材料。通过乳液聚合法在疏水调整后的硅核上包覆一层聚N-异丙基丙烯酰胺，得到温敏性的核壳材料(Karg M，Pastoriza-Santos I，Liz-Marzan L M，et al.ChemPhysChem，2006，7:2298-2301)。同样以得到核壳型温敏性有机-无机纳米颗粒为目的，Liu等人则先将N-异丙基丙烯酰胺和3-甲基丙烯酸三甲氧基硅丙酯在四氢呋喃溶剂中共聚合，再通过接枝反应将共聚物连接到硅纳米颗粒上得到温敏性有机-无机杂化的核壳型纳米颗粒(Liu J，Pelton R，Hrymak A N.J ColloidInterf Sci，2000，227:408-411)。但到目前为止，制备温敏性有机-无机杂化纳米微胶囊的方法还未有报道。

为了制备纳米微胶囊，专利和文献已报道了较多方法，如牺牲模板法、大分子自组装法、直接聚合法和层层自组装法。它们也已被广泛应用于各种场合，如用作油漆和水性涂料的白色塑料颜料、抗紫外线添加剂和手感改性剂等涂料、油漆、造纸、皮革、化妆品等行业；另一个重要用途是在其中封装功能化合物，制成具有缓释功能的高分子材料，应用于制药、医学诊断、生物技术等场合。尤其是现在已成功将细胞、DNA等具有生物活性的物质包覆其中，可能有突破性的应用出现。

制备纳米微胶囊的方法，已经提出的有以下几种：

(1)利用一端疏水一端亲水的嵌段共聚物自组装成胶束，并在亲水端上引入带有硅氧烷的单元，再利用硅氧烷的水解-缩合作用，形成杂化的纳米微胶囊(Kyougmoo Koh，Kohji Ohno，Yoshinobu Tsujii，et al.Angew Chem Int Ed，2003，42:4194-4197)。

(2)利用聚苯乙烯为模板，在模板外利用层层自组装的方法，接上多层聚电解质和无机纳米粒子，然后通过化学萃取或煅烧的方法除去模板，得到纳米胶囊(Caruso F，Caruso R A，Mohwald H.Science，1998，282:1111-1114)；作为层层自组装方法的扩展，最近有报道以硅核为模板，利用分子间的范德华力将全同和间同聚甲基丙烯酸甲酯层层自组装在模板外，然后用化学方法将硅核溶解后得到聚甲基丙烯酸甲酯微胶囊(Kida T，Mouri M，Akashi M.AngewChem Int Ed，2006，45:7534-7536)。

(3)利用乳液聚合，在聚合物模板外形成一层由苯乙烯和含双键的硅氧烷单体共聚而成的壳，其中在乳液聚合过程中硅氧烷基也水解-缩合成无机网络，然后去除掉核模板，得到纳米胶囊(Tissot I，Novat C，Lefebvre F，et al.Macromolecules，2001，34:5737-5739)。

(4)通过甲苯溶胀聚苯乙烯纳米粒子使其体积膨胀，再用液氮冷却溶胀后的聚苯乙烯颗粒使其体积收缩，由于甲苯从液态转变为固态，体积收缩而在聚苯乙烯颗粒内部形成空穴，最后在0℃以下使甲苯挥发，得到聚苯乙烯纳米胶囊(Im S H，Jeong U，Xia Y.Nature Mater.2005，4:671-675)。