粒径均一单分散微凝胶的可控制备方法技术

本发明专利技术公开了一种粒径均一单分散微凝胶的可控制备方法，其特征是：将原料加入反应器中调节溶液pH值后超声处理，然后加入交联剂加热反应一段时间后，调节溶液pH值，并将其滴加至油相体系中，继续加热反应，将产物透析，即得。本发明专利技术方法所制备的微凝胶粒径均一可控、呈单分散分布、制备方法简便、反应条件温和，在高分子载体、智能润滑等领域有重要的潜在应用价值。

Controllable preparation method of monodisperse monodisperse microgel with uniform particle size

Controllable preparation method of the invention discloses a uniform particle size of monodisperse microgels, which is characterized in that the raw materials are added to the treatment of adjusting the pH value of the solution after ultrasonic reactor, then adding cross-linking agent heating reaction after a period of time, adjusting the pH value of the solution, and it added to the oil phase system the product will continue to heat, reaction, dialysis, i.e.. The micro colloidal particles prepared by the method of the invention have the advantages of controllable size, monodisperse distribution, simple preparation method and mild reaction conditions, and has important potential application value in the fields of polymer support, intelligent lubrication, etc..

【技术实现步骤摘要】
粒径均一单分散微凝胶的可控制备方法
本专利技术涉及高分子纳米材料领域，具体的说是一种粒径均一单分散微凝胶及其可控制备方法。
技术介绍
微凝胶通常指的是粒径在5μm以内的分子内交联的高分子聚合物微粒[CrowtherHM,SaundersBR,MearsSJ,etal.Poly(NIPAM)microgelparticlede-swelling:alightscatteringandsmall-angleneutronscatteringstudy[J].Colloids&SurfacesAPhysicochemical&EngineeringAspects,1999,152(3):327-333.]。在其良溶剂中微凝胶可以溶胀但不会溶解，对于外界环境如温度、pH、压力等的变化能做出相应的响应行为，因而作为高分子载体在小分子物质的负载与智能递送等方面显示了良好的应用前景。目前研究较多的材料是聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)和聚甲基丙烯酸等两类分别对温度和pH敏感的微凝胶。中国专利[授权公告号CN100556924C]公开了一种对温度和pH双重敏感的纳米微凝胶的制备方法，该专利技术采用含有酰胺基化合物为温敏性单体，含有羧基化合物为pH敏感性单体，采用无皂乳液聚合方法制备微凝胶，其粒径为40～300nm，粒径分布仍然较宽。Bradley等人也曾报道了具有温度和pH值双重敏感性的PNIPAM-co-AAc微凝胶[BradleyM,RamosJ,VincentB.Equilibriumandkineticaspectsoftheuptakeofpoly(ethyleneoxide)bycopolymermicrogelparticlesofN-isopropylacrylamideandacrylicacid.[J].Langmuir,2005,21(4):1209-15.]，研究表明该微凝胶在35℃附近有明显的体积相转变行为，且微凝胶流体力学直径对环境pH敏感，在200～1400nm之间变化。以多糖类材料为原料的微凝胶目前报道相对较少，而多糖类微凝胶表面及内部均含有大量的活性羟基，对于进一步负载小分子颗粒以及对外界刺激的响应具有更加灵活多变的特点，有必要开发相关的多糖类微凝胶。根据Tanaka等人的研究报道，微凝胶对于外界环境的响应与微粒流体力学半径的平方呈反比，也即流体力学半径越小，微凝胶对外界响应程度越大，此外，粒径的均匀性对于微凝胶能否表现出稳定的响应性具有显著影响。然而目前的多糖类微凝胶往往存在粒径均匀性较差、分布较宽、呈多分散分布等不足。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，目的就是要提供一种粒径均一单分散微凝胶的可控制备方法，以促进多糖类微凝胶的应用。本专利技术的粒径均一单分散微凝胶的可控制备方法，是由葡聚糖经过分子内多重交联来制备多孔纳米微凝胶，其流体力学半径为30～180nm，分布宽度小于20nm；具体通过以下制备过程来实现，以质量份计，包括以下步骤：S1)将0.01～0.5份葡聚糖加入100份水溶液中，调节溶液pH值至7.2～7.5，在室温下超声处理1～2h；S2)往上述反应体系中加入0.001～0.02份交联剂，升温至50～60℃，搅拌反应至溶液出现淡蓝色；S3)调节溶液pH值至8～9，并滴加至1000～8000份含表面活性剂的液体石蜡中，控制系统温度为70～90℃，高速搅拌反应6～28h；将产物透析10～20d，即得微凝胶；其中，葡聚糖分子量为2万～4万，交联剂为环氧氯丙烷、环氧溴丙烷以及环氧碘丙烷中的一种。所述的表面活性剂为油酸以及失水山梨醇酯中的一种，相对液体石蜡的质量浓度为0.2～3％；所述的高速搅拌速度为5000～8000rpm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术所制备的微凝胶粒径均匀，分布窄。本专利技术所制备的微凝胶其流体力学半径为30～180nm，分布宽度小于20nm，呈单分散正态分布。2、本专利技术的制备方法简便、反应条件温和可控。本专利技术方法采用分子内直接交联的方法制备，无需采用自由基聚合等方法，免去了引发剂等的使用。3、本专利技术的方法可以制备较大比表面的多孔微凝胶，对进一步负载小分子颗粒以及对外界刺激的响应更加灵活多变，此外，由于该微凝胶表面的多羟基对界面的亲和作用，在智能润滑领域有潜在的应用价值。附图说明图1为本专利技术方法所得微凝胶的动态光散射粒径分布图。可以看出流体力学半径分布在78～82.2nm之间，分布宽度4.2nm，分布窄，呈正态分布。具体实施方式为更好的理解本专利技术，通过以下具体实施例说明本专利技术，并不限制本专利技术的保护范围，以下实施例均以质量份计。实施例1：将0.01份重均分子量2.2万的葡聚糖加入100份水溶液中，调节溶液pH值至7.3，在室温下超声处理1h；将上述反应体系中加入0.001份环氧氯丙烷，升温至53℃，搅拌反应至溶液出现淡蓝色；调节溶液pH值至8.2，并滴加至1000份含质量浓度为0.2％油酸的液体石蜡中，控制系统温度为70℃，以5000rpm速度高速搅拌反应28h；将产物透析20d，即得微凝胶。所得微凝胶平均流体力学半径为63.2nm，分布宽度为3.7nm。实施例2：将0.25份重均分子量4万的葡聚糖加入100份水溶液中，调节溶液pH值至7.5，在室温下超声处理2h；将上述反应体系中加入0.01份环氧溴丙烷，升温至60℃，搅拌反应至溶液出现淡蓝色；调节溶液pH值至9，并滴加至8000份含质量浓度为1.2％失水山梨醇酯的液体石蜡中，控制系统温度为82℃，以7000rpm速度高速搅拌反应12h；将产物透析15d，即得微凝胶。所得微凝胶平均流体力学半径为33.8nm，分布宽度为12.5nm。实施例3：将0.5份重均分子量3万的葡聚糖加入100份水溶液中，调节溶液pH值至7.2，在室温下超声处理1.5h；将上述反应体系中加入0.02份环氧碘丙烷，升温至55℃，搅拌反应至溶液出现淡蓝色；调节溶液pH值至8.5，并滴加至4000份含质量浓度为3％失水山梨醇酯的液体石蜡中，控制系统温度为90℃，以8000rpm速度高速搅拌反应6h；将产物透析12d，即得微凝胶。所得微凝胶平均流体力学半径为156.6nm，分布宽度为17.8nm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粒径均一单分散微凝胶的可控制备方法，其特征在于，是由葡聚糖经过分子内多重交联来制备多孔纳米微凝胶，其流体力学半径为30～180nm，分布宽度小于20nm；以质量份计，制备包括以下步骤：S1)将0.01～0.5份葡聚糖加入100份水溶液中，调节溶液pH值至7.2～7.5，在室温下超声处理1～2h；S2)往上述反应体系中加入0.001～0.02份交联剂，升温至50～60℃，搅拌反应至溶液出现淡蓝色；S3)调节溶液pH值至8～9，并滴加至1000～8000份含表面活性剂的液体石蜡中，控制系统温度为70～90℃，高速搅拌反应6～28h；将产物透析10～20d，即得微凝胶。

【技术特征摘要】
1.一种粒径均一单分散微凝胶的可控制备方法，其特征在于，是由葡聚糖经过分子内多重交联来制备多孔纳米微凝胶，其流体力学半径为30～180nm，分布宽度小于20nm；以质量份计，制备包括以下步骤：S1)将0.01～0.5份葡聚糖加入100份水溶液中，调节溶液pH值至7.2～7.5，在室温下超声处理1～2h；S2)往上述反应体系中加入0.001～0.02份交联剂，升温至50～60℃，搅拌反应至溶液出现淡蓝色；S3)调节溶液pH值至8～9，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐玉福，耿健，吴道义，胡献国，姚日生，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34