[发明专利]一种环境敏感的聚合物空心微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境敏感的聚合物空心微球及其制备方法，本发明提供的聚合物微米空心球可应用于催化、光电器件、传感器、生物医药、分离分析等大量需要微米尺寸的球状聚合物的领域。

背景技术

环境敏感的聚合物空心微球是一种特殊材料，具有低密度、高表面积、良好的流动能力、对环境有刺激响应性等特殊性质，可以应用于材料科学、医药学、化学以及色谱分析等研究领域。因此，国际上已有越来越多的学者参与到环境敏感的聚合物空心微球的合成及制备中。

目前聚合物空心微球的制备方法有很多，其中应用比较广泛的包括四种，分别为：模板法、微乳液法、高温熔解法、层层自组装法。其中，模板法和层层自组装法是目前最主要的制备聚合物空心微球的方法。模板法首先通过溶质沉积作用或者模板界面的化学反应，在模板和溶剂的界面上形成聚合物壳层，然后除去模板得到具有空心结构的聚合物材料。例如：中国专利申请CN200710057065.X利用模板法制备多烯类单体均聚物或多烯类单体与其他功能性单烯类单体的共聚物空心微球。中国专利申请CN200810047244.X利用乳液聚合工艺制备聚合物空心微球。此外，国外的学者也利用各种方法制备聚合物空心微球。[(a)Robert Bird,Tony J.Freemont,Brian R.Saunders,Chem.Commun.,2011,47,1443-1445.(b)Md Mahbubor Rahman,Abdelhamid Elaissari,J.Mater.Chem.,2012,22,1173-1179.]层层自组装法的制备过程与模板法相似，球壳是通过溶质沉积作用一层一层的堆积，随后除去模板即得到空心结构。与模板法不同，这种方法可以通过控制沉积的时间来控制空心球的球壳厚度。这两种方法虽然可以控制得到的空心微球的形貌、分布，但是由于需要价格昂贵的模板、制备时间长、制备过程复杂、使用有毒试剂来去除模板（例如：HF）等问题而无法实现大规模化生产。因此，寻找简单、高效、环保、成本较低且适合于宏量生产的制备方法已经成为近年来的研究焦点。

发明内容

本发明的目的是提供一种环境敏感的聚合物空心微球及其制备方法，该方法简单、高效、适合宏量制备粒径分布均匀的聚合物空心微球。

本发明所提供的一种环境敏感的聚合物空心微球的制备方法，包括如下步骤：

将醚类化合物溶于水中得到水溶液；然后用⁶⁰Co γ-射线或电子束对所述水溶液进行辐照；将所述辐照后的产物进行离心分离，收集沉淀并洗涤后经干燥即得产品。

上述的制备方法中，所述醚类化合物可为冠醚、环醚或直链聚醚。

上述的制备方法中，所述冠醚具体可为二环己基-18-冠-6、18-冠-6、15-冠-5、12-冠-4或9-冠-3；所述环醚可为1,4-二氧六环；所述直链聚醚可为聚乙二醇。

上述的制备方法中，所述水溶液中，所述醚类化合物的摩尔浓度可为0~1mol/L，但不为零，具体可为0.01mol/L、0.05mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L或1mol/L。

上述的制备方法中，所述辐照的剂量可为10kGy~1000kGy，具体可为300kGy、500kGy或1000kGy，剂量率可为1Gy/min~600Gy/min，具体可为30Gy/min、300Gy/min或600Gy/min。

上述的制备方法中，在所述辐照前，所述方法还可包括向所述水溶液中通入N₂O或O₂的步骤。

上述的制备方法中，所述干燥的温度可为20℃~25℃，具体可为20℃或25℃，所述干燥的时间可为24h~48h，具体可为24h、36h或48h。

本发明还进一步提供了由上述方法制备的聚合物空心微球；本发明提供的空心微球粒径均匀，具有良好的热稳定性和pH敏感性。

本发明提供的环境敏感的聚合物空心微球及其制备方法与现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明未涉及有毒的化学试剂，因而安全性强；

2、一步完成，制备简单，转化率接近100%，因此效率很高；

3、制备空心微球的动力学过程可以通过改变辐照条件方便调节；

4、使用的醚类化合物成本低廉易得，操作简单，重复性好，可大规模化生产，有良好的工业前景；

5、得到的空心微球对溶液的pH敏感，热稳定性好，粒径较均匀；

6、本发明提供了一种新的简便且有效的制备环境敏感聚合物空心微球的方法。

附图说明