[发明专利]以混合壳粒子为模板制备小尺寸聚合物Janus粒子的方法

权利要求书

1.一种以混合壳粒子为模板制备小尺寸聚合物Janus粒子的方法，其特征在于，通过共价交联混合壳中的可交联嵌段获得补丁粒子；在解离补丁粒子并回收嵌段共聚物后，获得具有明确分区结构的小尺寸Janus粒子，即实现对Janus纳米粒子形貌的精确调控；所获得的小尺寸Janus粒子的形貌为： (I)以共价交联的纳米凝胶为头部，头部的一侧接枝数根线性分子链尾部； (II)共价交联核两侧分别接枝数根不同线性分子链；具体步骤如下：

(1) 将两种嵌段共聚物溶解于良溶剂中，逐滴加入成核嵌段劣溶剂，获得混合壳粒子；

(2) 在混合壳粒子分散液中通过共价交联 (如：光交联或加入交联剂) 混合壳中可交联链段，获得球形补丁粒子分散液；

(3)加入良溶剂解离补丁粒子并分步沉降分离，分别获得小尺寸Janus粒子粉末和用于制备混合壳模板的嵌段共聚物粉末；

(4)把 Janus粒子分散在良溶剂中，获得Janus粒子分散液；

(5) 在Janus粒子的共价交联结构中，通过金属离子与交联结构中官能团配位作用进行富集；通过加入还原剂，原位还原金属离子富集区域的金属离子，获得金属粒子位于小尺寸Janus粒子确定区域的Janus杂化粒子。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤 (1)中所述嵌段共聚物的浓度为0.01-10 g/L。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤 (1)中所述两种两嵌段共聚物为两种两嵌段共聚物，或一种两嵌段共聚物和一种三嵌段共聚物组合；两种两嵌段共聚物组合为聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯/聚苯乙烯-b-聚(4-乙烯基吡啶)、聚苯乙烯-b-聚环氧乙烷/聚苯乙烯-b-聚(4-乙烯基吡啶)、聚苯乙烯-b-聚环氧乙烷/聚苯乙烯-b-聚(甲基丙烯酸(N,N-二甲基氨基乙酯)-co-甲基丙烯酸香豆素)、聚甲基丙烯酸羟乙酯-b-聚环氧乙烷/聚甲基丙烯酸羟乙酯-b-聚(4-乙烯基吡啶)、聚甲基丙烯酸羟乙酯-b-聚环氧乙烷/聚甲基丙烯酸羟乙酯-b-聚甲基丙烯酸(N,N-二甲基氨基乙酯)；一种两嵌段共聚物和三嵌段共聚物组合为聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯/聚苯乙烯-b-聚(4-乙烯基吡啶)-b-聚环氧乙烷等。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤 (1)中，混合壳粒子成核嵌段与可交联成壳嵌段的长度比为2-8；不可交联成壳嵌段与可交联成壳嵌段的长度比为1.5-4。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤 (2)中，混合壳粒子可交联成壳链段通过光化学共价交联，或者通过加入交联剂共价交联；通过控制光强或交联剂用量、交联时间来控制共价交联反应速度和Janus粒子交联度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤 (2)中，混合壳粒子可交联成壳链段通过光化学共价交联时，采用365 nm紫外光，光强为5-25 W/cm²，时间为5-30 min；通过加入交联剂共价交联时，交联剂用量为可交联嵌段重复单元含量的0.05-20倍。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤 (3)中，经解离补丁粒子和分步沉降分离后，分别获得小尺寸Janus粒子粉末和用于制备混合壳模板的嵌段共聚物粉末；其中，Janus粒子转化率接近100%；其在5-30 nm范围内高度均一；用于制备混合壳模板的嵌段共聚物粉末回收率接近100%，可循环用于制备Janus粒子。