一种二维片状胶束及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料技术领域，具体涉及一种二维片状胶束的制备方法，包括以下步骤：(1)PCL均聚物和PCL嵌段共聚物的合成，(2)种子胶束溶液的制备，具体通过控制超声时长得到不同长度的种子胶束；(3)二维片状胶束的制备。本发明专利技术通过控制超声打断时间得到不同长度或尺寸均一的棒状种子胶束，向棒状种子胶束中添加PCL均聚物与PCL嵌段共聚物的共混物，可得到具有不同长径比的二维片状胶束，实现二维片状胶束形状的可控性，使其更好地应用于生物医学、能源催化等领域。

A two-dimensional sheet micelle and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种二维片状胶束及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种二维片状胶束及其制备方法。
技术介绍
近年来，利用活性自组装构筑形貌可控、有序的复合结构引起了广泛的关注。活性自组装最大的特点在于作为种子结构的末端具有活性，新加入的单体能够在种子的活性末端不断生长、延长，因而控制活性位点的形成可以构筑具有不同维度的复杂结构。活性自组装的概念来源于高分子化学领域，目前，在高分子聚合物领域，利用嵌段共聚物结合不同的分子间作用力已成功地组装出多维度的复杂纳米或微米级结构。对于有机小分子体系，构筑一维线性复合结构的方法已经成熟，但对二维或三维复合结构的形成和调控依然是个巨大的挑战。由于二维材料在催化、模板化、乳化、纳米填料、液晶方面有着巨大的潜在应用，二维有机纳米材料更是成为热点研究问题。但是目前通过结晶驱动自组装制备的胶束一般是一维棒状结构，在二维片状胶束制备方面尤其是形状调节方面仍存在巨大挑战，因此如何制备形状可控的二维片状胶束仍需要深入研究。聚合物单晶作为二维片状材料的一种，具有规整的形状，但其形成条件较为苛刻(在合适的溶剂中以极稀的浓度，通过极慢的结晶速度制备)，通常只能由同一种组份形成。
技术实现思路
基于现有技术中存在的上述不足，本专利技术提供一种二维片状胶束及其制备方法。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种二维片状胶束的制备方法，包括以下步骤：(1)PCL均聚物和PCL嵌段共聚物的合成通过己内酯的开环聚合合成PCL均聚物；在反应瓶中依次加入RAFT试剂修饰的PCL大分子引发剂、偶氮二异丁腈、1,4-二氧六环、N,N-二甲基丙烯酰胺，进行多次液氮冷却、抽真空、充氮气、解冻循环后，在氮气气氛下置于油浴中反应；反应结束后，将聚合物溶液置于冰乙醚中沉淀，经抽滤、真空干燥后得到PCL嵌段共聚物PCL-b-PDMA；(2)种子胶束溶液的制备将PCL嵌段共聚物PCL-b-PDMA溶于无水乙醇中，在预设温度下加热预定时长，然后冷却至室温并陈化后制得多分散的胶束溶液，接着将胶束溶液置于冰水浴中超声目标时长，得到种子胶束溶液；(3)二维片状胶束的制备将PCL均聚物和PCL嵌段共聚物共同溶解于良溶剂中，得到共混单聚体溶液；将共混单聚体溶液滴加至种子胶束溶液中，即制得二维片状胶束。作为优选方案，所述PCL均聚物的结构式为：其中，x为40～80之间的整数。作为优选方案，所述x为55。作为优选方案，所述PCL嵌段共聚物PCL-b-PDMA的结构式为：其中，y为100～400之间的整数，z为40～80之间的整数。作为优选方案，所述y为270，z为62。作为优选方案，所述步骤(1)中，PCL大分子引发剂、N,N-二甲基丙烯酰胺、偶氮二异丁腈的摩尔比为1：100～400：0.1～0.2。作为优选方案，所述步骤(2)中，超声的目标时长为3～40min。作为优选方案，所述步骤(3)中，PCL均聚物和PCL嵌段共聚物的质量比为0.2～2：1，PCL均聚物和PCL嵌段共聚物的质量之和与种子胶束的质量比为3～25：1，所述良溶剂包括四氢呋喃、三氯甲烷、二甲基甲酰胺、1,4-二氧六环、二甲基亚砜中的一种或多种。作为优选方案，PCL均聚物和PCL嵌段共聚物的质量比为1：1，PCL均聚物和PCL嵌段共聚物的质量之和与种子胶束的质量比为10：1。作为优选方案，所述N,N-二甲基丙烯酰胺替换为甲基丙烯酸-2-二甲基氨基乙基酯或4-乙烯基吡啶。本专利技术还提供如上任一方案所述的制备方法制得的二维片状胶束，所述二维片状胶束的长径比为1.9～5.1。本专利技术与现有技术相比，有益效果是：本专利技术通过控制超声打断时间得到不同长度或尺寸均一的棒状种子胶束，向棒状种子胶束中添加PCL均聚物与PCL嵌段共聚物的共混物，可得到具有不同长径比或尺寸均一的二维片状胶束，实现二维片状胶束形状的可控性，使其更好地应用于生物医学、能源催化等领域。本专利技术的二维片状胶束的制备方法，操作简便、工艺简单、制备条件温和，制得的二维片状胶束材料具有大的比表面积，对药物、染料、催化剂等客体物质具有很大的负载能力，且稳定性好；当用于药物的体内传输时，比零维的球形结构具有更长的体内循环时间；当负载金属纳米粒子用于催化时，由于非均相体系易于分离，可重复利用性能好。附图说明图1是本专利技术实施例一的二维片状胶束的透射电镜图；图2是本专利技术实施例一的二维片状胶束的长径比示意图；图3是本专利技术实施例二的二维片状胶束的透射电镜图；图4是本专利技术实施例三的二维片状胶束的透射电镜图；图5是本专利技术实施例四的二维片状胶束的透射电镜图；图6是本专利技术实施例五的二维片状胶束的透射电镜图；图7是本专利技术实施例六的二维片状胶束的透射电镜图；图8是本专利技术实施例七的二维片状胶束的原子力显微镜图。具体实施方式以下通过具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步描述说明。实施例一：本实施例的二维片状胶束的制备方法，包括以下步骤：一、PCL均聚物和PCL嵌段共聚物的合成(1)通过己内酯(CL)的开环聚合合成PCL均聚物，结构式为：(2)合成RAFT试剂修饰的PCL大分子引发剂在一个充满氮气的手套箱中，依次向反应瓶中加入己内酯(1.44g,12.6mmol)、经甲苯干燥过后的磷酸二苯酯溶液(42mg，0.18mmol)和双端基CTA(45mg,0.18mmol)，在室温下搅拌8小时，将溶液在冰乙醚中沉淀三次，离心收集，制得合成RAFT试剂修饰的PCL大分子引发剂。(3)在反应瓶中依次加入RAFT试剂修饰的PCL大分子引发剂、引发剂偶氮二异丁腈、溶剂1,4-二氧六环、单体N,N-二甲基丙烯酰胺，进行三次(不限于三次，还可以为四次、五次、六次等)液氮冷却、抽真空、充氮气、解冻循环后，在氮气气氛下置于70℃油浴锅中反应24h；反应结束后，将聚合物溶液置于大量的冰乙醚中沉淀，经抽滤、常温真空干燥后得到PCL-b-PDMA嵌段共聚物，其中，PCL大分子引发剂、N,N-二甲基丙烯酰胺、偶氮二异丁腈的摩尔比为1：270：0.1；PCL-b-PDMA嵌段共聚物的结构式如下：二、种子胶束溶液的制备将上述制得的PCL62-b-PDMA270嵌段共聚物以10mg/mL的浓度溶解于无水乙醇中，在70℃下加热3h，冷却至室温，陈化1～3天后，得到多分散的棒状胶束，然后将制备的多分散棒状胶束通过超声波细胞粉碎机在0℃冰水浴中超声打断3min，得到长度为326nm的短棒状种子胶束。其中，种子胶束的质量即为溶解在无水乙醇中的PCL62-b-PDMA270嵌段共聚物的质量。三、二维片状胶束的制备(1)将PCL55均聚物和PCL62-b-PDMA270嵌段共聚物的总量(构成P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二维片状胶束的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)PCL均聚物和PCL嵌段共聚物的合成/n通过己内酯的开环聚合合成PCL均聚物；/n在反应瓶中依次加入RAFT试剂修饰的PCL大分子引发剂、偶氮二异丁腈、1,4-二氧六环、N,N-二甲基丙烯酰胺，进行多次液氮冷却、抽真空、充氮气、解冻循环后，在氮气气氛下置于油浴中反应；反应结束后，将聚合物溶液置于冰乙醚中沉淀，经抽滤、真空干燥后得到PCL嵌段共聚物PCL-b-PDMA；/n(2)种子胶束溶液的制备/n将PCL嵌段共聚物PCL-b-PDMA溶于无水乙醇中，在预设温度下加热预定时长，然后冷却至室温并陈化后制得多分散的胶束溶液，接着将胶束溶液置于冰水浴中超声目标时长，得到种子胶束溶液；/n(3)二维片状胶束的制备/n将PCL均聚物和PCL嵌段共聚物共同溶解于良溶剂中，得到共混单聚体溶液；/n将共混单聚体溶液滴加至种子胶束溶液中，即制得二维片状胶束。/n

【技术特征摘要】
1.一种二维片状胶束的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)PCL均聚物和PCL嵌段共聚物的合成
通过己内酯的开环聚合合成PCL均聚物；
在反应瓶中依次加入RAFT试剂修饰的PCL大分子引发剂、偶氮二异丁腈、1,4-二氧六环、N,N-二甲基丙烯酰胺，进行多次液氮冷却、抽真空、充氮气、解冻循环后，在氮气气氛下置于油浴中反应；反应结束后，将聚合物溶液置于冰乙醚中沉淀，经抽滤、真空干燥后得到PCL嵌段共聚物PCL-b-PDMA；
(2)种子胶束溶液的制备
将PCL嵌段共聚物PCL-b-PDMA溶于无水乙醇中，在预设温度下加热预定时长，然后冷却至室温并陈化后制得多分散的胶束溶液，接着将胶束溶液置于冰水浴中超声目标时长，得到种子胶束溶液；
(3)二维片状胶束的制备
将PCL均聚物和PCL嵌段共聚物共同溶解于良溶剂中，得到共混单聚体溶液；
将共混单聚体溶液滴加至种子胶束溶液中，即制得二维片状胶束。


2.根据权利要求1所述的一种二维片状胶束的制备方法，其特征在于，所述PCL均聚物的结构式为：



其中，x为40～80之间的整数。


3.根据权利要求2所述的一种二维片状胶束的制备方法，其特征在于，所述x为55。


4.根据权利要求1所述的一种二维片状胶束的制备方法，其特征在于，所述PCL嵌...

【专利技术属性】
技术研发人员：童再再，苏亚伟，罗海鹏，江国华，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33