[发明专利]一种单分散疏水的聚甲基丙烯酸三氟乙酯胶体乳液的制备方法

说明书

本发明涉及一种单分散疏水的聚甲基丙烯酸三氟乙酯胶体乳液的制备方法，其具体步骤如下：先将甲基丙烯酸三氟乙酯单体先用碱液洗涤，然后再减压蒸馏得到精制的甲基丙烯酸三氟乙酯；然后将引发剂和去离子水加入反应器中，并搅拌至均相体系；再将得到的精制甲基丙烯酸三氟乙酯单体加入到上述的反应器中，将反应体系置于保护气氛下保护，并用机械搅拌装置搅匀；将反应装置进行加热升温，然后发生聚合反应；最后将得到的白色产物用纱网过滤除去自聚生成的凝胶，获得柔性的单分散聚甲基丙烯酸三氟乙酯胶体乳液。该方法所制备的胶体颗粒具有胶体尺寸可变和单分散指数低的特点。这种方法具有聚合速率快、混合传热效果强和胶体颗粒表面无污染等优点。

技术领域

本发明涉及一种疏水胶体光子晶体乳液的制备方法，尤其涉及一种单分散疏水的聚甲基丙烯酸三氟乙酯胶体乳液的制备方法。

背景技术

胶体光子晶体是由单分散的胶体乳胶颗粒通过表面张力、毛细管作用力和静电作用力等外界驱动力在一定条件下组装成紧密堆积有序排列的材料，因其特殊的光子带隙特性在光电通信和光学器件领域拥有重大的发展前景。然而传统的胶体光子晶体材料，像无机的二氧化硅微球、有机的聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯胶体颗粒等，直接合成的胶体晶体材料往往不利于组装形成结构色亮丽的高性能光子晶体材料。其本质在于这些材料缺乏足够的疏水物理特性，造成胶体颗粒之间在组装过程中，内部容易产生局部缺陷，而不能构建长程有序堆积排列的阵列结构。因而制备具有较强疏水特性的胶体颗粒，组装成高性能的胶体光子晶体显得至关重要。

甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)作为一种重要的含氟有机酸酯类单体,不仅具有较强的机械稳定性，而且由于该聚合物分子长链中，含氟官能团的表面活性作用，使得制备的聚合物胶体乳液拥有更强的化学稳定性。此外，甲基丙烯酸三氟乙酯由于在侧链上含有-CF₃基团，因而其大分子聚合物的临界表面张力往往比较小，从而一般液态物质很难润湿其表面，因而其聚合物材料具备的较强疏水特性可以起到抗水性、耐污染性和耐候性等作用。甲基丙烯酸三氟乙酯独特的不饱和双键和活泼的含氟基团结构，可以通过自由基聚合、乳液聚合和溶液聚合等，或同其它功能性单体进行共聚和接枝等方式制备出拥有优异性能的材料。因此，利用简易和高效的方式制备较强疏水特性的高性能单分散聚合物胶体光子晶体应用在光学材料器件领域显得异常重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单分散疏水的聚甲基丙烯酸三氟乙酯胶体乳液的制备方法，该方法所制备的胶体颗粒具有胶体尺寸可变和单分散指数低的特点。这种方法具有聚合速率快、混合传热效果强和胶体颗粒表面无污染等优点。

本发明主要通过以下技术方案来实现：

一种单分散疏水的聚甲基丙烯酸三氟乙酯胶体乳液的制备方法，其具体步骤如下：

a.将甲基丙烯酸三氟乙酯单体先用碱液洗涤，然后再减压蒸馏得到精制的甲基丙烯酸三氟乙酯；

b.将引发剂和去离子水加入反应器中，并搅拌至均相体系；

c.将步骤a得到的精制甲基丙烯酸三氟乙酯单体加入到步骤b的反应器中，将反应体系置于保护气氛(氮气)下保护，并用机械搅拌装置搅匀；

d.将反应装置进行加热升温，然后发生聚合反应；

e.将得到的白色产物用纱网过滤除去自聚生成的凝胶，获得柔性的单分散聚甲基丙烯酸三氟乙酯胶体乳液。

本发明的单分散疏水聚甲基丙烯酸三氟乙酯胶体乳液，其进一步的技术方案是步骤a中所述的碱液为氢氧化钾或氢氧化钠一种或两者混合物的水溶液；碱液的质量浓度为5-10％。

本发明的单分散疏水聚甲基丙烯酸三氟乙酯胶体乳液，其进一步的技术方案是步骤b中所述的引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾的一种或两者混合物，引发剂用量为单体质量的0.6-1.0wt％。