[发明专利]一种具有pH响应性陶罐状聚合物微球及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有pH响应性陶罐状聚合物微球的制备方法，是以通用丙烯酸酯类和苯乙烯类等常见烯烃衍生物为聚合单体，以环境友好的乙醇/水溶液为溶剂，采用分步聚合‑热组装法，并通过精确调控亲水/疏水单体的比例，成功制备了具有pH响应性陶罐状聚合物微球。本发明合成方法具有工艺简单、成本低廉、快速高效、安全洁净等优点，制备的聚合物微球不仅具有特殊的各向异性微观结构，并具有pH响应特性。因此，其在固体表面活性剂、微反应器或微容器、环境响应性材料等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明提供了一种pH响应性陶罐状聚合物微球的制备方法，所制备的聚合物微球有望应用于固体表面活性剂、微反应器或微容器、环境响应性材料等领域，属于功能与智能高分子材料技术领域。

背景技术

近数十年来，随着纳米技术的发展，微米、纳米尺寸的微容器因其在生化、分离等诸多方面具有潜在的应用前景而逐渐受到关注。微容器的应用及其效率很大程度上取决于制造所用的材料，现有一些有效的微容器（如胶束、微囊）已经应用于生物体系中。根据成分不同微容器可分为无机微容器、有机微容器及无机/有机微容器。聚合物是制备微容器的重要原材料，已发现可采用自组装法、模板法、种子法等制备离子敏感型、pH敏感型、温度敏感型等刺激响应性聚合物微容器。如：中国发明专利CN104945571A公开了一种pH响应性聚合物基Janus纳米中空微球的制备方法：即以二氧化硅纳米粒子为模板，经氨基、羟基改性后开环聚合接枝聚乳酸，再通过原子转移自由基聚合（ATRP）将甲基丙烯酸二乙氨基乙醋与二甲基丙烯酸乙二醇醋进行接枝且交联，最后经HF刻蚀，得到pH响应性的聚合物基Janus纳米中空微球。迄今为止，尽管已经开发了各具特色（如：可变尺寸、壳多功能性、受控封装和释放特性等）的微容器，但是合成技术与应用开发尚处于初级阶段，合成过程较为繁琐，微容器性能不稳定，难以重复利用。因此，微容器合成技术还有待深入研究，开发制备工艺简单、成本低廉的微容器是发展方向。

发明内容

本发明目的是提供一种具有pH响应性陶罐状聚合物微球的制备方法。

一、pH响应性陶罐状聚合物微球的制备

本发明pH响应性陶罐状聚合物微球的制备方法，包括以下工艺步骤：

（1）丙烯酸酯共聚物溶液的制备：在丙烯酸酯混合单体中加入引发剂，超声使其充分溶解；然后在搅拌下将含引发剂的丙烯酸酯混合单体溶液滴加到温度为65~75℃的乙醇-水溶液中，并保持温度持续搅拌聚合3~5 h，得到丙烯酸酯共聚物溶液。

丙烯酸酯混合单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸的混合物，且丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸单体的质量比为1.5:2:1~1.2:1.5:1。

引发剂为偶氮二异丁腈，引发剂用量为丙烯酸酯混合单体总质量的1.0~1.5%。

乙醇-水溶液中，乙醇和水的质量比为3.5:1~1.5:1。

（2）苯丙共聚物乳液的制备：在苯乙烯-丙烯酸丁酯混合液中加入引发剂，超声使其充分溶解；然后在搅拌下将含引发剂的苯乙烯-丙烯酸丁酯混合液加入到温度为65~75℃的乙醇/水溶液中，并保持温度持续搅拌反应3~5 h，得到苯丙共聚物乳液。

苯乙烯-丙烯酸丁酯混合液中，苯乙烯与丙烯酸丁酯的质量比为5:1~5:3。

引发剂为偶氮二异丁腈，引发剂用量为苯乙烯与丙烯酸丁酯总质量的1.0~1.5%。

乙醇/水溶液中，乙醇和水的质量比为3.5:1~1.5:1。