一种偏心结构有机／无机复合微球的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种偏心结构有机／无机复合微球的制备方法，其特征在于：将无机粒子进行表面改性，在改性后的无机粒子中加入超分散剂、助乳化剂和单体苯乙烯配成油相，然后与表面活性剂与蒸馏水配制的水相混合后进行预乳化，搅拌并升温然后离心分离后得偏心结构有机／无机复合微球。本发明专利技术提出的一种偏心结构有机／无机复合微球的制备方法，将无机粒子表面改性，然后通过细乳液聚合的方法制备得到无机粒子在有机微球中不对称分布的复合微球。本发明专利技术方法通过简便的细乳液聚合的方法制备结构复杂的偏心结构有机／无机复合微球，微球的粒径为３００－９００ｎｍ，固含量为８％－４０％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
偏心结构有机/无机复合微球是有机/无机复合粒子中的一种，它是一种无机粒 子如四氧化三铁、二氧化硅、二氧化钛等在高分子微球中不对称分布而形成的一种有机/ 无机复合微球。由于结构的特殊性，从理论上讲，它为构建一种新的化学模式，即建立在纳 米或亚微米粒子上的化学模式提供了可能；同时，它也为纳米化学的发展特别是纳米材料 的制备、功能化及其构效性研究方面开辟了新的方向。而从应用上讲，这种粒子在分子识别 和自组装、光生物传感器、界面修饰、电子纸、各向异性的成像探针、太阳能转化、表面活性 剂等方面展示出了诱人的应用前景。目前公开发表文献中有该类结构复合微球的照片，但没有对其命名并进行系统研 究报道。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种偏心结构有机/无机复合微球的 制备方法，将无机粒子进行表面改性，然后通过细乳液聚合制备得到了偏心结构有机/无 机复合微球。技术方案—种偏心结构有机/无机复合微球的制备方法，其特征在于步骤如下步骤1无机粒子的表面改性将无机粒子分散于蒸馏水中，在装有电动搅拌器、冷 凝管及温度计的容器中搅拌并给体系升温；当温度升至60 80°C时，加入表面改性剂保温 反应20分钟 2小时；将水倒出后采用油性分散剂对无机粒子洗涤2 3次，得到固含量 为10%的改性后的无机粒子悬浮液；所述的无机粒子与蒸馏水的质量份数比例为1 10; 所述的表面改性剂与无机粒子的质量份数比例为1 5 5 ；所述表面改性剂为长链不饱 和酸；步骤2 采用磁分离或离心分离，将步骤1的无机粒子悬浮液除去油性分散剂得到 改性后的无机粒子；步骤3 在改性后的无机粒子中加入超分散剂、助乳化剂和单体苯乙烯，超声1-5 分钟将改性后的无机粒子均勻分散于单体苯乙烯中配置成油相；所述的单体苯乙烯改性 后的无机粒子超分散剂助乳化剂为10 0. 1 0. 5 0. 5 2 0. 3 1 ；步骤4 将步骤3得到的油相和水相按照质量比1 7的比例混合后置入具有电 动搅拌器、冷凝管及温度计的容器中，开启搅拌预乳化10-30min得到预乳化后的体系；所 述的水相为表面活性剂溶于蒸馏水中配成浓度为0. 1% -2%的水溶液；步骤5 将预乳化后的体系置入超声清洗器中，以300W超声功率超声细乳化2 15min，然后再次置入装有电动搅拌器、冷凝管及温度计的容器中，开启搅拌并升温；步骤6 当温度升至60-90°C时，加入占苯乙烯单体质量份数为0.5% 的引发 剂，保温反应4-10小时；然后离心分离后得偏心结构有机/无机复合微球。所述无机粒子为四氧化三铁、二氧化硅、二氧化钛、硫化镉、硫化铅、硫化锌、硫化 镍或碲化镉中的任一种。所述步骤1中的油性分散剂为直链烷烃或环烷类物质。所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵 或0P-10中的一种或几种的混合。所述超分散剂为硅烧偶联剂、Disperbyk-106、Disperbyk-108或 Disperbyk-111 中的一种或几种的混合。所述助乳化剂为石蜡、长碳链烷烃或长碳链脂肪族醇类。所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。有益效果本专利技术提出的，将无机粒子表面改 性，然后通过细乳液聚合的方法制备得到无机粒子在有机微球中不对称分布的复合微球。 本专利技术方法通过简便的细乳液聚合的方法制备结构复杂的偏心结构有机/无机复合微球， 微球的粒径为300-900nm，固含量为8% -40%。附图说明图1 利用改性磁流体制备的结构不对称复合粒子的TEM照片图2 局部放大的TEM照片从图上可以看出，无机粒子聚集在复合微球的一侧，形成了偏心结构的有机/无 机复合微球。具体实施例方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述实施例1 细乳液聚合制备偏心结构的磁性有机/无机复合微球将5g四氧化三铁与50g蒸馏水混合并分散，置入装有电动搅拌器、冷凝管及温度 计的容器中搅拌并给体系升温；当温度升至70°C时，加入2g油酸保温反应40分钟；将水倒 出后用正庚烷作为分散剂进行分散，配制成磁性粒子含量为10%的悬浮液；取悬浮液经离 心分离后，去掉上层正庚烷，向其中加入苯乙烯、Disperbyk-106以及十六醇配制成油相，其 中悬浮液苯乙烯Disperbyk-106 十六醇的质量份数比为2 20 0. 5 1，将油相超 声2min，使十六醇完全溶解并且体系为宏观均一相；水相为浓度为的十二烷基磺酸钠 的水溶液；将油、水相按照1 7的质量比混合，混合后转移至装有电动搅拌器、冷凝管及温 度计的容器中，开启搅拌预乳化20min，将预乳化后的体系转移至超声清洗器中，以300W超 声功率超声细乳化lOmin，然后将体系从新转移至装有电动搅拌器、冷凝管及温度计的容器 中，开启搅拌并升温至80°C，加入占单体苯乙烯质量份数为的过硫酸钾，保温反应10h， 将所得乳液磁分离或离心分离后得到偏心结构的磁性有机/无机复合微球。实施例2 细乳液聚合制备偏心结构的磁性有机/无机复合微球将5g四氧化三铁与50g蒸馏水混合并分散，置入装有电动搅拌器、冷凝管及温度 计的容器中搅拌并给体系升温；当温度升至70°C时，加入5g油酸保温反应40分钟；将水倒 出后用环己烷作为分散剂进行分散，配制成磁性粒子含量为10%的悬浮液；取悬浮液经离 心分离后，去掉上层环己烷，向其中加入苯乙烯、Disperbyk-106以及十六醇配制成油相，其 中悬浮液苯乙烯Disperbyk-106 十六醇的质量份数比为6 20 0. 5 0.5，将油 相超声5min，使十六醇完全溶解并且体系为宏观均一相；水相为浓度为0. 5%的十二烷基 苯磺酸钠的水溶液；将油、水相按照1 7的质量比混合，混合后转移至装有电动搅拌器、冷 凝管及温度计的容器中，开启搅拌预乳化30min，将预乳化后的体系转移至超声清洗器中， 以300W超声功率超声细乳化8min，然后将体系从新转移至装有电动搅拌器、冷凝管及温度 计的容器中，开启搅拌并升温至70°C，加入占单体苯乙烯质量份数为0. 5%的过硫酸钾，保 温反应8h，将所得乳液磁分离或离心分离后得到偏心结构的磁性有机/无机复合微球。实施例3 细乳液聚合制备偏心结构的磁性有机/无机复合微球将5g四氧化三铁与50g蒸馏水混合并分散，置入装有电动搅拌器、冷凝管及温度 计的容器中搅拌并给体系升温；当温度升至80°C时，加入4g油酸保温反应30分钟；将水倒 出后用环己烷作为分散剂进行分散，配制成磁性粒子含量为10%的悬浮液；取悬浮液经离 心分离后，去掉上层环己烷，向其中加入苯乙烯、Disperbyk-106以及十六醇配制成油相，其 中悬浮液苯乙烯Disperbyk-106 十六醇的质量份数比为10 20 1 0.5，将油 相超声8min，使十六醇完全溶解并且体系为宏观均一相；水相为浓度为0. 5%的十二烷基 磺酸钠的水溶液；将油、水相按照1 7的质量比混合，混合后转移至装有电动搅拌器、冷 凝管及温度计的容器中，开启搅拌预乳化15min，将预乳化后的体系转移至超声清洗器中， 以300W超声功率超声细乳化lOmin，然后将体系从新转移至装有电动搅拌器、冷凝管及温 度计的容器中，开启搅拌并升温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偏心结构有机／无机复合微球的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤１无机粒子的表面改性：将无机粒子分散于蒸馏水中，在装有电动搅拌器、冷凝管及温度计的容器中搅拌并给体系升温；当温度升至６０～８０℃时，加入表面改性剂保温反应２０分钟～２小时；将水倒出后采用油性分散剂对无机粒子洗涤２～３次，得到固含量为１０％的改性后的无机粒子悬浮液；所述的无机粒子与蒸馏水的质量份数比例为１∶１０；所述的表面改性剂与无机粒子的质量份数比例为１～５∶５；所述表面改性剂为长链不饱和酸；步骤２：采用磁分离或离心分离，将步骤１的无机粒子悬浮液除去油性分散剂得到改性后的无机粒子；步骤３：在改性后的无机粒子中加入超分散剂、助乳化剂和单体苯乙烯，超声１－５分钟将改性后的无机粒子均匀分散于单体苯乙烯中配置成油相；所述的单体苯乙烯∶改性后的无机粒子∶超分散剂∶助乳化剂为１０∶０．１～０．５∶０．５～２∶０．３～１；步骤４：将步骤３得到的油相和水相按照质量比１∶７的比例混合后置入具有电动搅拌器、冷凝管及温度计的容器中，开启搅拌预乳化１０－３０ｍｉｎ得到预乳化后的体系；所述的水相为表面活性剂溶于蒸馏水中配成浓度为０．１％－２％的水溶液；步骤５：将预乳化后的体系置入超声清洗器中，以３００Ｗ超声功率超声细乳化２～１５ｍｉｎ，然后再次置入装有电动搅拌器、冷凝管及温度计的容器中，开启搅拌并升温；步骤６：当温度升至６０－９０℃时，加入占苯乙烯单体质量份数为０．５％－２％的引发剂，保温反应４－１０小时；然后离心分离后得偏心结构有机／无机复合微球。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张和鹏，张秋禹，张宝亮，耿旺昌，许海龙，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]