一种智能响应聚多巴胺微纳米容器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种智能响应聚多巴胺微纳米容器及其制备方法，包括如下步骤：S1：以实心微球分散液为硬模板，以乳液液滴和表面活性剂为软模板，硬模板和软模板结合作为复合模板；S2：在复合模板中加入盐酸多巴胺粉末，搅拌反应后，使用清洗剂洗去复合模板，分离去除液体，得到中空介孔结构聚多巴胺微球；S3：将步骤S2得到的聚多巴胺微球分散在含有疏水性缓释材料的溶剂中，在0℃

【技术实现步骤摘要】
一种智能响应聚多巴胺微纳米容器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及功能材料
，尤其涉及一种具有双重智能响应的聚多巴胺微纳米容器及其制备方法。

技术介绍

[0002]微纳米容器(微胶囊、微球等)中可储存低表面自由能物质，可以作为环境刺激响应源，是实现自修复涂层超疏水性能的一种有效途径。当涂层表面被破坏时，微纳米容器储存的低表面自由能物质在一定环境刺激下能够迁移到被破坏的涂层表面，使涂层表面重新获得低表面自由能特性，完成自修复过程。为延长自修复超疏水涂层的使用寿命，可以通过减少(阻止)微纳米容器中负载的缓释材料自发泄漏、或提高微纳米容器中缓释材料的负载量来实现。疏水性缓释材料物质在微纳米容器中较好的保留和较高的负载量，可以提供更多的环境刺激疏水响应源，实现材料的长效自修复超疏水性能。然而，材料的环境持久性仍然是实际应用中不可避免的问题。
[0003]聚多巴胺(PDA)微球具有比表面积大、光热转化能力强、生物性能好等优点，在涂层材料、光热治疗、光电传感等多个领域中具有广泛的应用前景，因此基于聚多巴胺微球的材料改性也是材料领域的研究热点。然而，在微纳米容器(微胶囊、微球等)的改性中，聚多巴胺大多以微纳米容器外壳层、或实心介孔微球的形式存在，存在制备工艺复杂(多巴胺倾向于自聚合，导致外壳层合成条件严苛)、疏水性缓释材料负载量低(负载空间局限，一般体积占比低于10％)等缺点。因此，如何通过简单制备工艺，构筑具有较高的疏水性缓释材料负载量的聚多巴胺微球和微纳米容器仍然面临着挑战。探求通过简单、环保、高效的方法获得预期的高负载疏水性缓释材料的聚多巴胺微纳米容器，便可获得长期的自修复特性，将其引入其它支撑材料如涂层材料等，实现材料表面的长期自修复超疏水特性，使自修复材料的环境持久性得到很大程度的提升。
[0004]因此，有必要提供一种智能响应聚多巴胺微纳米容器及其制备方法，制备方法简单、通用，制备过程安全、绿色，制备得到的聚多巴胺微纳米容器具有双响应性能，可以用于自修复超疏水材料等智能材料中。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种智能响应聚多巴胺微纳米容器及其制备方法，制备方法简单、通用，制备过程安全、绿色，制备得到的聚多巴胺微纳米容器具有近红外(NIR)和pH(酸性、碱性)智能响应和释放性能，以实现智能响应聚多巴胺微纳米容器中疏水性缓释材料的可控释放。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是提供一种智能响应聚多巴胺微纳米容器的制备方法，包括如下步骤：S1：以实心微球分散液为硬模板，以乳液液滴和表面活性剂为软模板，所述硬模板和所述软模板结合作为复合模板；S2：在所述复合模板中加入盐酸多巴胺粉末，搅拌反应后，使用溶剂洗去所述复合模板，分离得到中空介孔结构聚多巴胺微
球；S3：将所述步骤S2得到的中空介孔结构聚多巴胺微球分散在含有疏水性缓释材料的溶剂中，在0℃
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100℃搅拌分散，再去除溶剂，得到具有中空介孔结构、微球内部包覆疏水性缓释材料的智能响应聚多巴胺微纳米容器，所述微纳米容器中疏水性缓释材料的体积占比大于50％。
[0007]进一步地，所述步骤S1中，所述实心微球为聚合物微球，通过聚合物单体在引发剂下的聚合反应，经过离心分离、洗涤后得到所述实心微球分散液；或，所述实心微球为无机微球，通过无机物前驱体的水解反应，经过离心分离、洗涤后得到所述实心微球分散液。
[0008]进一步地，所述步骤S1包括：将疏水改性的实心微球分散液和油性液滴在溶剂中分散均匀，同时将表面活性剂溶解在去离子水中，将两者混合后搅拌，形成均匀乳液作为所述复合模板。
[0009]进一步地，所述步骤S2包括：在乳液中加入非必须助剂和盐酸多巴胺粉末，在0℃
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100℃搅拌反应1h
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100h；用清洗剂洗涤、除去实心微球和表面活性剂，分离去除液体，得到中空介孔结构聚多巴胺微球。
[0010]进一步地，所述步骤S3包括：将疏水性缓释材料分散在溶剂中，加入所述步骤S2制得的中空介孔结构聚多巴胺微球，在0℃
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100℃搅拌分散1h
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100h，去除混合液中的液体，得到具有中空介孔结构、微球内部包覆疏水性缓释材料的智能响应聚多巴胺微球。
[0011]进一步地，所述实心微球的粒径为100nm
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100μm，实心微球为金属微球、无机氧化物微球、无机盐微球、有机
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无机复合微球、分子量2000
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5000000的聚合物微球中的一种或几种；所述表面活性剂为阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、二嵌段共聚物非离子型表面活性剂、三嵌段共聚物非离子型表面活性剂中的一种或几种；所述非必须助剂为盐、酸、碱、有机溶剂中的一种或几种；所述清洗剂为有机溶剂、酸、碱中的一种或几种。
[0012]进一步地，所述实心微球和油性液滴的质量比为1：100到100：1之间。
[0013]进一步地，所述油性液滴分子量为100
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10000，所述油性液滴为烷基硅油、含氢硅油、含氟硅油、矿物油、液体石蜡中的一种或几种。
[0014]进一步地，步骤S3中分散在溶剂中的所述疏水性缓释材料为分子量为100
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5000的疏水性液体物质，包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、异氰酸酯预聚物、聚酯预聚物、烷基硅油、含氟硅油、聚氧乙烯、聚氧乙烯蓖麻油、环氧大豆油、疏水改性聚乙二醇液体、聚酰胺液体、聚酰亚胺溶液中的一种或几种。
[0015]为实现上述目的，本专利技术还提供一种智能响应聚多巴胺微纳米容器，由上述制备方法制备得到；具有近红外和pH智能响应和释放性能，在近红外照射和pH作用下，所述智能响应聚多巴胺微纳米容器中的疏水性缓释材料可控释放。
[0016]本专利技术对比现有技术有如下的有益效果：本专利技术提供的智能响应聚多巴胺微纳米容器及其制备方法，所述微纳米容器是通过软硬模板结合作为复合模板、聚多巴胺各向异性自组装和去除模板、再进一步负载疏水性缓释材料而制得，制备工艺简单、通用，制备过程安全、环保，且通过软硬模板的种类和质量比、原料的加入顺序等，可以实现对微纳米容器的形貌、粒径、中空介孔结构大小的调控。构筑的微纳米容器外包覆材料为生物相容性好、光热转化能力强、粘附力强、装载容量大的聚多巴胺微球，聚多巴胺微球内包覆的疏水性缓释材料装载量可达到50％以上。制备的微纳米容器由于聚多巴胺和被包覆的疏水性缓释材料本身的特性，具有近红外(NIR)和pH(酸性、碱性)双响应性能，即在外界刺激下，可实
现微纳米容器中疏水性缓释材料的可控释放，用于自修复超疏水材料中，在抗病毒、抗污染、抗粘附、光热转化、智能光电、智能传感等领域具有较好的应用前景。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例中智能响应聚多巴胺微纳米容器的制备工艺流程图。
[0018]图2是本专利技术实施例2中制得的智能响应聚多巴胺微纳米容器的扫描电镜(SEM)照片，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能响应聚多巴胺微纳米容器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：以实心微球分散液为硬模板，以乳液液滴和表面活性剂为软模板，所述硬模板和所述软模板结合作为复合模板；S2：在所述复合模板中加入盐酸多巴胺粉末，搅拌反应后，使用溶剂洗去所述复合模板，分离得到中空介孔结构聚多巴胺微球；S3：将所述步骤S2得到的中空介孔结构聚多巴胺微球分散在含有疏水性缓释材料的溶剂中，在0℃
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100℃搅拌分散，再去除溶剂，得到具有中空介孔结构、微球内部包覆疏水性缓释材料的智能响应聚多巴胺微纳米容器，所述微纳米容器中疏水性缓释材料的体积占比大于50％。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述实心微球为聚合物微球，通过聚合物单体在引发剂下的聚合反应，经过离心分离、洗涤后得到所述实心微球分散液；或，所述实心微球为无机微球，通过无机物前驱体的水解反应，经过离心分离、洗涤后得到所述实心微球分散液。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括：将疏水改性的实心微球分散液和油性液滴在溶剂中分散均匀，同时将表面活性剂溶解在去离子水中，将两者混合后搅拌，形成均匀乳液作为所述复合模板。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括：在乳液中加入非必须助剂和盐酸多巴胺粉末，在0℃
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100℃搅拌反应1h
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100h；用清洗剂洗涤、除去实心微球和表面活性剂，分离去除液体，得到中空介孔结构聚多巴胺微球。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括：将疏水性缓释材料分散在溶剂中，加入所述步骤S2制得的中空介孔结构聚多巴胺微球，在0℃
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100℃搅拌分散1h
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【专利技术属性】
技术研发人员：游波，倪惺惺，杨迪聪，
申请(专利权)人：材想科技嘉兴有限公司，
类型：发明
国别省市：