[发明专利]带有介孔的空心聚合物纳米微球的制备方法及其产品

说明书

本发明涉及一种带有介孔的空心聚合物纳米微球的制备方法及其产品，属于功能高分子材料领域，通过采用硬模版法、孔模板生长法制备的介孔空心球，制得的聚合物纳米微球尺寸在150‑200nm，内部中空90‑110nm，孔壁存在大量直径2‑60nm介孔，且本发明制得的带有介孔的空心聚合物纳米微球化学性质稳定，在水溶液，有机溶剂中分散均匀，可以在药物缓释、食品储藏、香味释放、色素吸附、自我修复、负载催化等方面有重要应用。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及带有介孔的空心聚合物纳米微球的制备方法，还涉及由该方法制得的产品。

背景技术

空心微球由于其独特的特性如密度小、比表面积大、热稳定性和表面渗透性好以及较大的内部空间而受到越来越多的关注和研究。许多材料如无机材料(沸石、羟基磷灰石、二氧化钛、氧化铝、氧化稼、氮化稼等)、有机高分子材料(聚苯乙烯等)，均已被制成空心球结构而呈现出常规材料所不具备的特殊功能，因而广泛地应用于药物缓释/控释系统、色谱分离、催化剂、涂料、微反应器以及光电材料等众多领域。此外，聚合物的空心球可以包裹生化酶，用于酶催化反应，也可作为微反应器，使某些特定的反应在其内发生。

介孔空心纳米微球是其中一个重要的研究方向也是研究热点。其优点在于微球表面存在大量介孔，可以连通微球内外表面，不但大大增加了微球的有效比表面积，也可以使小分子自由出入于微球内部，既不会像微孔那样，多而无用，又不会像大孔一样，既不能大量分布又会使微球塌陷，影响其骨架稳定。

聚苯乙烯-丙烯酰胺介孔空心微球，以柔性的苯乙烯链，刚性的丙烯酰胺协同聚合，调节微球骨架，使微球硬度适中。此外，微球内外表面存在大量未聚合的链端活性位点，为药品靶向缓释，催化剂固载等提供了良好的环境。

近年来，国内外学者对于介孔空心微球做了大量研究，但是集中于无机硅铝材料居多，聚合物空心介孔微球的研究还未有报道。以硅铝材料制作空心介孔微球的研究已经取得了很多的成就。但因为其去除内核与孔模板时，采用高温煅烧的去除方式，不利于高分子聚合物的制备，同时会破坏微球表面的活性位点，大大降低了微球的应用范围。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种带有介孔的空心聚合物纳米微球的制备方法，本发明的目的之二在于提供由上述方法制得的带有介孔的空心聚合物纳米微球。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、带有介孔的空心聚合物纳米微球的制备方法，包括如下步骤：

1)核壳制备：将聚苯乙烯微球通过乳液聚合在表面涂覆获得聚(苯乙烯/丙烯酰胺)聚合物壳层，同时在聚(苯乙烯/丙烯酰胺)聚合物壳层表面掺杂金属离子，再用碱或磷酸盐处理形成不溶氢氧化物撑胀聚(苯乙烯/丙烯酰胺)聚合物壳层，得聚(苯乙烯/丙烯酰胺)聚合物核壳；

2)去模板：将步骤1)所得聚(苯乙烯/丙烯酰胺)聚合物核壳分别用酸溶液，以及四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺或甲苯洗涤，除去氢氧化物或磷酸盐孔模板，获得带有介孔的空心聚合物纳米微球。

本发明中，步骤1)是将聚苯乙烯微球加入乙醇/聚乙烯醇水溶液分散，搅拌获得聚苯乙烯纳米微球悬浊液，然后在N₂保护下加入丙烯酰胺，搅拌均匀后补加聚乙烯醇水溶液，再搅拌均匀，接着依次加入苯乙烯，二甲基丙烯酸二乙醇酯溶液，过硫酸钾和金属盐溶液，再加碱或磷酸盐处理，得聚(苯乙烯/丙烯酰胺)聚合物壳层。