[发明专利]一种单分散超小粒径的阳离子型无皂乳液的制备方法

说明书

本发明提供了一种单分散超小粒径的阳离子型无皂乳液的制备方法，其特征在于，包括：将1‑甲基‑1′‑(4‑乙烯基苄基)[4,4′‑联吡啶]‑1,1′‑氯碘盐(以下简称StMV)和去离子水加入到反应容器中，待StMV溶解后，逐滴加入苯乙烯(以下简称St)，在搅拌下通N₂至少30分钟后，加热到80℃，随即加入偶氮二异丁脒盐酸盐(以下简称AIBA)引发剂的水溶液，在N₂气氛下，保持温度为80℃，以搅拌速度为300rpm进行聚合反应，得到单分散超小粒径的阳离子型无皂乳液。本发明制备方法操作简单，无需添加任何表面活性剂、有机溶剂和无机盐，聚合速度快。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种单分散超小粒径的阳离子型无皂乳液的制备方法。

背景技术

无皂乳液聚合是指聚合体系中不含乳化剂(或仅含少量乳化剂)的乳液聚合。在该聚合体系中，聚合物粒子经引发剂的亲水基团或聚合后位于粒子表面的亲水性共单体组分来稳定。无皂乳液聚合由于不含乳化剂，从而可以制备得到清洁的聚合物乳胶粒子，且乳胶粒子的大小分布具有单分散性。这类乳胶粒子被广泛用于制备表面功能化的聚合物粒子，从而应用于生物医药和催化领域。

在无皂乳液聚合中，引入亲水基团的方法主要有四种:(1)使用可离子化的引发剂；(2)与低分子羧酸单体共聚，然后用碱中和；(3)与亲水性的非离子单体共聚；(4)与亲水性的阴离子单体或阳离子单体共聚。长久以来，使用苯乙烯与水溶性共单体进行无皂乳液共聚已成为制备功能化乳胶粒子的一种简便方法。共单体的化学结构被认为对聚合机理和所得到的乳胶粒子的性能具有强烈影响。多种阴离子单体或阳离子单体已被用于制备功能性聚苯乙烯乳胶粒子(一些代表性文献如下：J.Polym.Sci.,Part A:Polym.Chem.1976,14,2089,J.Polym.Sci.,Part A:Polym.Chem.1992,30,171,J.Appl.Polym.Sci.1997,65,2315,J.Appl.Polym.Sci.2000,76,1129)。但是对粒径小于100nm的聚合物胶体粒子，无皂乳液聚合由于粒子增长阶段较短从而往往导致所制备的粒子分布较宽(Macromol.Chem.Phys.2018,219,1700457)。

因此，如何简便地制备单分散的超小粒径的阳离子型无皂乳液是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种单分散超小粒径的阳离子型无皂乳液的制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种单分散超小粒径的阳离子型无皂乳液的制备方法，其特征在于，包括：将1-甲基-1′-(4-乙烯基苄基)[4,4′-联吡啶]-1,1′-氯碘盐(以下简称StMV)和去离子水加入到反应容器中，待StMV溶解后，逐滴加入苯乙烯(以下简称St)，在搅拌下通N₂至少30分钟后，加热到80℃，随即加入偶氮二异丁脒盐酸盐(以下简称AIBA)引发剂的水溶液，在N₂气氛下，保持温度为80℃，以搅拌速度为300rpm进行聚合反应，得到单分散超小粒径的阳离子型无皂乳液。

优选地，所述的St的加入量为每20g反应体系的去离子水中加入1.04g(10.0mmol),StMV与St的摩尔比为1:100～2:100；或者StMV的的加入量为每20g去离子水中加入0.046g(0.1mmol),StMV与St的摩尔比为1:200～1:300。

优选地，所述的AIBA与St的摩尔比为0.5:100～2:100。

优选地，每20g反应体系的去离子水中1g用于溶解AIBA。

优选地，所述的聚合反应进行的时间为1～24h。

优选地，所述的单分散超小粒径的阳离子型无皂乳液的平均粒径范围为47～85nm(根据透射电子显微电镜测试结果),多分散性指数PDI小于0.05。