[发明专利]一种制备聚电解质络合材料的方法有效

专利信息
申请号: 201910384792.X 申请日: 2019-05-09
公开(公告)号: CN110105697B 公开(公告)日: 2021-07-06
发明(设计)人: 张放;张辉 申请(专利权)人: 南京林业大学
主分类号: C08L39/00 分类号: C08L39/00;C08L33/02;C08J9/26
代理公司: 江苏圣典律师事务所 32237 代理人: 胡建华
地址: 210037 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 制备 电解质 络合 材料 方法
【说明书】:

发明公开了一种制备聚电解质络合材料的方法,包括如下步骤:(1)将具有羧基的阴离子聚电解质与阳离子聚电解质溶于二甲基亚砜中;(2)将步骤(1)得到的溶液经液氮冻结成型,然后置于乙醇和氨水的混合溶液中,随着逐层融化,具有羧基的阴离子聚电解质中的COOH触发电离为COO与阳离子聚电解质发生络合成型。本发明方法是以一种新的固‑固络合方式,层层融化后激发电离产生络合,所制备的PEC材料颠覆了传统原理观念。

技术领域

本发明属于材料技术领域,具体涉及一种制备聚电解质络合材料的方法。

背景技术

具有相反电荷聚电解质的相互作用对生物大分子复合物和聚合物复合物至关重要,如无膜细胞器、蛋白液滴、湿粘附剂、膜、凝胶和纳米药物等。聚电解质络合物(PEC)的功能化依赖于大分子之前的静电络合作用。这些络合物通过水溶液混合或固体/液体界面触发(例如固体基质上的聚电解质层层自组装(LBL))。由于溶液中的传质系数相对较高,络合过程受扩散控制,在溶液中带相反电荷的大分子络合是极快的。这种快速络合性质对PEC精细的微观结构调控提出了巨大挑战,并激发了人们对控制聚电解质络合的兴趣。

PEC由于难以溶解且难以熔融,因而加工困难;传统的聚电解质络合方式,例如:液-液络合或者固-液络合,会使聚电解质发生无序络合,难以制备出具备特定形状和微结构的PEC材料。LBL是一种可以控制络合层的聚电解质自组装形式,但是这种方法需要经过反复浸泡络合、洗涤、再浸泡络合的重复操作,费时费料,且难以制成宏观材料。总而言之,目前PEC材料制备方式存在材料微结构调控与一步成型的矛盾。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种制备聚电解质络合材料的方法。

为解决上述技术问题本发明采用的技术方案如下:

一种制备聚电解质络合材料的方法,包括如下步骤:

(1)将具有羧基的阴离子聚电解质与阳离子聚电解质溶于二甲基亚砜中;此时具有羧基的阴离子聚电解质中的阴离子不会电离;

(2)将步骤(1)得到的溶液经液氮冻结成型,然后置于乙醇和氨水的混合溶液中,随着逐层融化,具有羧基的阴离子聚电解质中的COOH触发电离为COO-与阳离子聚电解质发生络合成型。

其中,所述的具有羧基的阴离子聚电解质优选为聚丙烯酸(PAA)。

其中,所述的聚丙烯酸的重均分子量优选为450,000。

其中,所述的阳离子聚电解质优选为聚二烯丙基二甲基氯化铵-二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(PDDA-TFSI)。

其中,所述的聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵-二(三氟甲基磺酰)亚胺锂的重均分子量优选为400,000~500,000。

其中,具有羧基的阴离子聚电解质与阳离子聚电解质的质量比优选为1:4~10,优选1:5。

其中,阳离子聚电解质在二甲基亚砜中的浓度范围优选为1.5wt.%~5wt.%,优选2wt.%~3wt.%。

其中,所述的液氮冻结成型,形成微球、膜、微胶囊或块状,例如可以利用如图1-a所示的超声雾化器制备微球,通过引入并除去CaCO3微粒制备PEC微胶囊,通过模具制备膜或者块状材料;所述的络合成型,为络合过程中,保持液氮冻结成型的初始形状。

其中,所述的乙醇和氨水的混合溶液,其pH值为11.2。

其中,所述的乙醇和氨水的混合溶液的初始温度为-30℃~50℃,将步骤(1)得到的溶液经液氮冻结成型,然后置于乙醇和氨水的混合溶液中,无需保温,自然逐层融化络合成型。

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