一种双水相方式合成淀粉接枝共聚纳米微球的方法技术

本发明专利技术公开了一种双水相方式合成淀粉接枝共聚纳米微球的方法。它包括如下步骤：(1)将水溶性单体、羟丙基淀粉和聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶于水中，混合，得到混合体系；(2)向上述步骤(1)得到的混合体系中加入油溶性引发剂和N,N‑二甲基双丙烯酰胺混合，然后进行聚合反应，即得到淀粉接枝共聚纳米微球。本发明专利技术采用双水相方式合成的纳米微球由于其外相为水相，与水溶性介质具有很好的相容性。淀粉接枝共聚产物极大地改善了纳米微球的材料性能，表现出更为优异的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种双水相方式合成淀粉接枝共聚纳米微球的方法
本专利技术涉及一种双水相方式合成淀粉接枝共聚纳米微球的方法，属于高分子材料领域。
技术介绍
高分子微球是指直径在纳米级至微米级，形状为球形或其它几何体的高分子材料或高分子复合材料。高分子微球材料的研究和应用近几年来发展非常迅速，由于特殊的形貌和尺寸，高分子微球具备其它材料所不具备的特殊功能。高分子微球的应用已经渗透到人们生活的每一个角落，从涂料、纸张表面涂层、化妆品等大宗产品，到用于药物缓释控制的微囊、蛋白质分离用层析介质的高附加值都应用到了高分子微球材料。目前采用乳液聚合、微乳液聚合、反相微乳液聚合、悬浮聚合等方法制备淀粉接枝共聚纳米微球，在制备过程中使用油相作为外相，在使用过程中容易发生安全问题，同时导致成本高，产品稳定性差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双水相方式合成淀粉接枝共聚纳米微球的方法，本专利技术采用双水相方式合成的纳米微球由于其外相为水相，与水溶性介质具有很好的相容性。淀粉接枝共聚产物极大地改善了纳米微球的材料性能，表现出更为优异的功能。本专利技术提供的一种双水相方式合成淀粉接枝共聚纳米微球的方法，包括如下步骤：(1)将水溶性单体、羟丙基淀粉和聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶于水中，混合，得到混合体系；(2)向上述步骤(1)得到的混合体系中加入油溶性引发剂和N,N-二甲基双丙烯酰胺混合，然后进行聚合反应，即得到淀粉接枝共聚纳米微球。上述的方法中，所述水溶性单体、所述羟丙基淀粉、所述聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与所述水的质量比可为12.5～25：3～7：1：66～125，具体可为15:4:0.8:80、20:5:1:100、20:5:1:100或18:6:1.2:90。上述的方法中，所述水溶性单体为丙烯酰胺、丙烯酸酯和丙烯醇中至少一种；所述丙烯酸酯具体可为本领域常用种类，具体如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯和2-甲基丙烯酸乙酯中的至少一种。上述的方法中，步骤(1)中，采用搅拌进行所述混合；所述搅拌的转速可为10000～15000r/min，具体可为10000r/min，所述搅拌的时间可为30～60min，具体可为30min、45min或60min，所述搅拌的温度可为45～50℃，具体可为45℃、50℃。上述的方法中，所述油溶性引发剂、所述N,N-二甲基双丙烯酰胺与所述水溶性单体的质量比可为0.01：0.025～0.67：7.5～20，具体可为0.02:0.05:15、0.015:0.05:20、0.018:0.1:20或0.018:0.75:18。上述的方法中，步骤(2)中，采用搅拌进行所述混合；所述搅拌的转速可为10000～15000r/min，具体可为10000r/min；所述搅拌的时间可为30～60min，具体可为30min、40min、50min或60min；所述搅拌在温度可为50～55℃的条件下进行，具体可为50℃。上述的方法中，所述聚合反应的时间可为6～8小时，具体可为6小时、7小时或8小时；所述聚合反应的温度可为70～90℃，具体可为70℃、85℃、90℃；所述聚合反应在10000～15000r/min的搅拌速度下进行，具体可为10000r/min、12000r/min、15000r/min的搅拌速度下进行。上述的方法中，所述油溶性引发剂选自偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁脒盐酸盐、过氧化二烷基、过氧化二酰、叔胺和环烷酸盐中至少一种。本专利技术还提供了上述制备方法得到的所述双水相方式合成淀粉接枝共聚纳米微球。本专利技术上述淀粉接枝共聚纳米微球的粒径尺寸为50nm～500nm。本专利技术具有以下优点：1)本专利技术利用油溶性引发剂，以聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为分散剂，将水溶性单体丙烯酰胺AM与羟丙基淀粉及N,N-二甲基双丙烯酰胺，以双水相的方式三元无规共聚形成淀粉接枝共聚纳米微球。2)本专利技术提供的制备高分子微球材料的方法，工艺简便，易于操作，生产成本低。3)本专利技术制备的淀粉接枝共聚纳米微球尺寸在50nm～500nm分布。附图说明图1为本专利技术实施例1双水相方法制备的淀粉接枝共聚纳米微球的尺寸分布。图2为本专利技术实施例1双水相方法制备的淀粉接枝共聚纳米微球的扫描电镜照片。图3为本专利技术实施例2双水相方法制备的淀粉接枝共聚纳米微球的尺寸分布。图4为本专利技术实施例2双水相方法制备的淀粉接枝共聚纳米微球的透射电镜照片。图5为本专利技术实施例3双水相方法制备的淀粉接枝共聚纳米微球的尺寸分布。图6为本专利技术实施例4双水相方法制备的淀粉接枝共聚纳米微球的尺寸分布。具体实施方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。实施例1、双水相方法制备淀粉接枝共聚纳米微球1)将15g丙烯酰胺、4g羟丙基淀粉和0.8g分散剂聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶于80g水，10000r/min搅拌30min，温度为45℃；2)向上述溶液中加入油溶性引发剂过氧化苯甲酰(BPO)0.020g和N,N-二甲基双丙烯酰胺交联剂0.05g，搅拌转速为10000r/min，搅拌的时间为30min，温度为50℃。3)将上述溶液升高温度至70℃并保温进行聚合反应8小时，同时搅拌转速为10000r/min，即得到双水相合成的淀粉接枝共聚纳米微球。图1是本实施例制备的淀粉接枝共聚纳米微球尺寸分布，由该图可以得知，本实施例制备的淀粉接枝共聚纳米微球的直径尺寸为100～500nm；其扫描电镜照片如图2所示。实施例2、双水相方法制备淀粉接枝共聚纳米微球1)将20g丙烯酰胺、5g羟丙基淀粉和1.0g分散剂聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶于100g水，搅拌60min，温度为50℃；2)向上述溶液中加入油溶性引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)0.015g和N,N-二甲基双丙烯酰胺交联剂0.05g，搅拌转速为10000r/min，搅拌的时间为40min，反应温度为50℃。3)将上述溶液升高温度至90℃并保温进行聚合反应6小时，搅拌转速为15000r/min，即得到淀粉接枝共聚纳米微球。图3是本实施例制备的淀粉接枝共聚纳米微球的尺寸分布，由该图可以得知，本实施例制备的淀粉接枝共聚纳米微球的直径尺寸在100～500nm，其扫描电镜照片如图4所示。实施例3、双水相方法制备淀粉接枝共聚纳米微球1)将20g丙烯酰胺、5g羟丙基淀粉和1.0g分散剂聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶于100g水，搅拌60min，温度为50℃；2)向上述溶液中加入油溶性引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐(V-50引发剂)0.018g和N,N-二甲基双丙烯酰胺交联剂0.1g，搅拌转速为15000r/min，搅拌的时间为50min，反应温度50℃。3)将上述溶液升高温度至85℃并保温进行聚合反应7小时，搅拌转速为12000r/min，得到淀粉接枝共聚纳米微球。图5是本实施例制备的淀粉接枝共聚纳米微球的尺寸分布，由该图可以得知，本实施例制备的淀粉接枝共聚纳米微球的直径尺寸在50～300nm。实施例4、双水相方法制备淀粉接枝共聚纳米微球1)将18g丙烯酰胺、6g羟丙基淀粉和1.2g分散剂聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶于90g水，搅拌45min，温度为50℃；2)向上述溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双水相方式合成淀粉接枝共聚纳米微球的方法，包括如下步骤：(1)将水溶性单体、羟丙基淀粉和聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶于水中，混合，得到混合体系；(2)向上述步骤(1)得到的混合体系中加入油溶性引发剂和N,N‑二甲基双丙烯酰胺混合，然后进行聚合反应，即得到淀粉接枝共聚纳米微球。

【技术特征摘要】
1.一种双水相方式合成淀粉接枝共聚纳米微球的方法，包括如下步骤：(1)将水溶性单体、羟丙基淀粉和聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶于水中，混合，得到混合体系；(2)向上述步骤(1)得到的混合体系中加入油溶性引发剂和N,N-二甲基双丙烯酰胺混合，然后进行聚合反应，即得到淀粉接枝共聚纳米微球。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述水溶性单体、所述羟丙基淀粉、所述聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与所述水的质量比为12.5～25：3～7：1：66～125。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述水溶性单体为丙烯酰胺、丙烯酸酯和丙烯醇中至少一种。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，采用搅拌进行所述混合；所述搅拌的转速为10000～15000r/min，所述搅拌的时间为30～60min，所述搅拌的温度为45～...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕鑫，李强，梁守成，张健，李丽霞，陈冠中，林春阳，唐晓旭，张岭，高建崇，张洪，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司，中海石油中国有限公司北京研究中心，
类型：发明
国别省市：北京,11