一种多孔聚合物空心微囊及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于新材料技术领域，提供了一种多孔聚合物空心微囊及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的这种材料是使用交联剂交联的聚(苯乙烯-二乙烯基苯)空心微囊，获得比表面积可调控范围为203～1916m2g-1、孔径尺寸可调控范围为4.80～9.42nm、多孔壁厚可调控范围10～100nm、粒径尺寸可调控范围为100～600nm的多孔聚合物空心微囊，可作为药物负载和释放、负载催化剂或离子吸附剂的高分子载体。本发明专利技术的特点是原料低廉易得，空心微囊单分散性好，制备工艺简单，通过调节二乙烯基苯的用量可以达到调控孔尺寸和对药物控制释放的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新材料
，涉及多孔聚合物空心微囊及其制备方法和应用。
技术介绍
多孔聚合物材料可以广泛应用作催化剂载体、药物释放载体、储气材料和离子吸附剂。目前为止，纳米颗粒或纳米球是唯一报道的多孔有机聚合物的微观形态。在多种不同的颗粒几何形态中，空心微囊受到了很大的关注。这是由于其可以对于特定结构化学物质进行控制释放或者作为隔离金属纳米颗粒催化剂免受熟化或中毒的高反应活性的纳米反应器。在此观点下，多孔聚合物空心微囊的制备可能提供一种同时具有空心和多孔性能的纳米囊泡的实例。多孔聚合物空心微囊即可以用于储存物质，又可以通过特定的设计作为在反应过程中负载或释放物质的系统。相较于其它的无机微囊，多孔聚合物空心微囊对酸碱有更好得稳定性，并且对有机物质有更好得相容性，因此，多孔聚合物空心微囊在药物释放载体、纳米反应器和污水处理中有明显的优势。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种多孔聚合物空心微囊，本专利技术还提供了这种多孔聚合物空心微囊的制备方法及应用。实现本专利技术的技术方案是:本专利技术提供的多孔聚合物空心微囊是按以下方法制备得到的产物:步骤一:将纳米二氧化硅颗粒加入无水乙醇中，超声分散，并加入氨水，纳米二氧化娃分散于无水乙醇后的浓度为0.08 0.1egmI/1,氨水与无水乙醇的体积比为1: 5 I: 20，然后加入硅烷偶联剂3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷得到混合液，搅拌12 36小时进行纳米二氧化硅颗粒表面改性，硅烷偶联剂与纳米二氧化硅颗粒的用量比为2: 100 10: 100，将混合液离心，倒掉上层清液，使用无水乙醇或甲醇洗涤3 5次，得到表面改性的纳米二氧化硅颗粒；步骤二:将表面改性的纳米二氧化硅颗粒超声分散于无水乙醇，纳米二氧化硅分散于无水乙醇后的浓度为0.08 0.16g ml/1,随后加入十二烧基苯磺酸钠、碳酸氢钠和水，无水乙醇与水的体积比例为1: 0.8 1: 1.4，碳酸氢钠的浓度为2 2.8g L—1，十二烷基苯磺酸钠的浓度为0.28 0.36g L_\超声搅拌30 90分钟，再加入单体苯乙烯和共聚单体二乙烯基苯得到混合液,在40 60°C下搅拌30 90分钟,单体苯乙烯与共聚单体二乙烯基苯的用量比为100: 20 100: 0.1，升温至70 90°C，加入引发剂搅拌I 5小时，引发剂可以是过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵，引发剂与苯乙烯的用量比为0.5: 100 5: 100，将混合液离心，倒掉上层清液，使用无水乙醇或甲醇洗涤I 2次，干燥得到聚(苯乙烯-二乙烯基苯)包覆纳米二氧化娃的核壳颗粒；步骤三:常温下，将聚(苯乙烯-二乙烯基苯)包覆纳米二氧化硅的核壳颗粒、交联剂和有机溶剂搅拌I 5小 时，交联剂可以是氯甲基甲醚或二甲氧基甲烷，有机溶剂可以是1，2-二氯乙烷或硝基苯，聚(苯乙烯-二乙烯基苯)包覆纳米二氧化硅的核壳颗粒溶于有机溶剂后的浓度为0.1 30mol L_\交联剂与芳香族化合物的摩尔比为0.1: I 20: 1，磁力搅拌0.1 2小时，然后加入作为催化剂的路易斯酸，路易斯酸可以是无水SnCl4、无水FeCl3或无水AlCl3，催化剂路易斯酸与交联剂的摩尔比为0.1:1 10: 1，保持磁力搅拌，升温至30°C 60°C，在该温度下反应2 12小时后再升温至70°C 120°C，在该温度下反应10 72小时，获得极粘稠固液混合物，过滤该极粘稠固液混合物，获得褐色固体，用乙醚、甲醇洗涤该固体I 5次除去残留交联剂、溶剂和催化剂，再用甲醇抽提12 36小时以除去剩余的催化剂路易斯酸，使用氢氟酸除去纳米二氧化硅颗粒，干燥得到黄褐色或紫色的多孔聚合物空心微囊。本专利技术提供的多孔聚合物空心微囊的制备方法，包括以下步骤:步骤(I)将纳米二氧化硅颗粒加入无水乙醇中，超声分散，并加入氨水，纳米二氧化娃分散于无水乙醇后的浓度为0.08 0.1egmI/1,氨水与无水乙醇的体积比为1: 5 I: 20，然后加入硅烷偶联剂3_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷得到混合液，搅拌12 36小时进行纳米二氧化硅颗粒表面改性，硅烷偶联剂与纳米二氧化硅颗粒的用量比为2: 100 10: 100，将混合液离心，倒掉上层清液，使用无水乙醇或甲醇洗涤3 5次，得到表面改性的纳米二氧化硅颗粒；步骤(2)将表面改性的纳米二氧化硅颗粒超声分散于无水乙醇，纳米二氧化硅分散于无水乙醇后的浓度为0.08 0.16g ml/1,随后加入十二烧基苯磺酸钠、碳酸氢钠和水，无水乙醇与水的体积比例为1: 0.8 1: 1.4，碳酸氢钠的浓度为2 2.8g L—1，十二烷基苯磺酸钠的浓度为0.28 0.36g L_\超声搅拌30 90分钟，再加入单体苯乙烯和共聚单体二乙烯基苯得到混合液,在40 60°C下搅拌30 90分钟,单体苯乙烯与共聚单体二乙烯基苯的用量比为100: 20 100: 0.1，升温至70 90°C，加入引发剂搅拌I 5小时，引发剂可以是过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵，引发剂与苯乙烯的用量比为0.5: 100 5: 100，将混合液离心，倒掉上层清液，使用无水乙醇或甲醇洗涤I 2次，干燥得到聚(苯乙烯-二乙烯基苯)包覆纳米二氧化娃的核壳颗粒； 步骤(3)常温下，将聚(苯乙烯-二乙烯基苯)包覆纳米二氧化硅的核壳颗粒、交联剂和有机溶剂搅拌I 5小时，交联剂可以是氯甲基甲醚或二甲氧基甲烷，有机溶剂可以是1，2_ 二氯乙烷或硝基苯，聚(苯乙烯-二乙烯基苯)包覆纳米二氧化硅的核壳颗粒溶于有机溶剂后的浓度为0.1 30mol L_\交联剂与芳香族化合物的摩尔比为0.1: I 20: 1，磁力搅拌0.1 2小时，然后加入作为催化剂的路易斯酸，路易斯酸可以是无水SnCl4、无水FeCl3或无水AlCl3，催化剂路易斯酸与交联剂的摩尔比为0.1:1 10: 1，保持磁力搅拌，升温至30°C 60°C，在该温度下反应2 12小时后再升温至70°C 120°C，在该温度下反应10 72小时，获得极粘稠固液混合物，过滤该极粘稠固液混合物，获得褐色固体，用乙醚、甲醇洗涤该固体I 5次除去残留交联剂、溶剂和催化剂，再用甲醇抽提12 36小时以除去剩余的催化剂路易斯酸，使用氢氟酸除去纳米二氧化硅颗粒，干燥得到黄褐色或紫色的多孔聚合物空心微囊。在本专利技术提供的多孔聚合物空心微囊的制备方法中，调节单体苯乙烯的用量，可以调节多孔聚合物空心微囊的壁厚，单体苯乙烯的用量调控范围为I 15g;调节纳米二氧化硅颗粒的粒径，可以调节多孔聚合物空心微囊的粒径尺寸，纳米二氧化硅颗粒的粒径调控范围为90 250nm ;调节单体苯乙烯与共聚单体二乙烯基苯的用量比，可以调节多孔聚合物空心微囊的比表面积与孔径，单体苯乙烯与共聚单体二乙烯基苯的用量比的调节范围为100: 30 100: 0.1 ;调节单体苯乙烯与共聚单体二乙烯基苯的用量比，可以改变对药物布洛芬的释放速率，，单体苯乙烯与共聚单体二乙烯基苯的用量比的调节范围为100: 30 100: 0.1。本专利技术提供的这种多孔聚合物空心微囊是以纳米二氧化硅为模版，制备聚(苯乙烯-二乙烯基苯)包覆纳米二氧化硅的核壳颗粒，将核壳颗粒溶于有机溶剂中，在作为催化剂的路易斯酸存在的条件下，以交联剂聚(苯乙烯-二乙烯基苯)并用氢氟酸除去二氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔聚合物空心微囊，其特征在于它是按以下方法制备的产物：步骤一：将纳米二氧化硅颗粒加入无水乙醇中，超声分散，并加入氨水，纳米二氧化硅分散于无水乙醇后的浓度为0.08～0.16gmL?1，氨水与无水乙醇的体积比为1∶5～1∶20，然后加入硅烷偶联剂3?(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷得到混合液，搅拌12～36小时进行纳米二氧化硅颗粒表面改性，硅烷偶联剂与纳米二氧化硅颗粒的用量比为2∶100～10∶100，将混合液离心，倒掉上层清液，使用无水乙醇或甲醇洗涤3～5次，得到表面改性的纳米二氧化硅颗粒；步骤二：将表面改性的纳米二氧化硅颗粒超声分散于无水乙醇，纳米二氧化硅分散于无水乙醇后的浓度为0.08～0.16g?mL?1，随后加入十二烷基苯磺酸钠、碳酸氢钠和水，无水乙醇与水的体积比例为1∶0.8～1∶1.4，碳酸氢钠的浓度为2～2.8g?L?1，十二烷基苯磺酸钠的浓度为0.28～0.36g?L?1，超声搅拌30～90分钟，再加入单体苯乙烯和共聚单体二乙烯基苯得到混合液，在40～60℃下搅拌30～90分钟，单体苯乙烯与共聚单体二乙烯基苯的用量比为100∶20～100∶0.1，升温至70～90℃，加入引发剂搅拌1～5小时，引发剂与苯乙烯的用量比为0.5∶100～5∶100，将混合液离心，倒掉上层清液，使用无水乙醇或甲醇洗涤1～2次，干燥得到聚(苯乙烯?二乙烯基苯)包覆纳米二氧化硅的核壳颗粒；步骤三：常温下，将聚(苯乙烯?二乙烯基苯)包覆纳米二氧化硅的核壳颗粒、交联剂和有机溶剂搅拌1～5小时，聚(苯乙烯?二乙烯基苯)包覆纳米二氧化硅的核壳颗粒溶于有机溶剂后的浓度为0.1～30mol?L?1，交联剂与芳香族化合物的摩尔比为0.1∶1～20∶1，磁力搅拌0.1～2小时，然后加入作为催化剂的路易斯酸，催化剂路易斯酸与交联剂的摩尔比为0.1∶1～10∶1，保持磁力搅拌，升温至30℃～60℃，在该温度下反应2～12小时后再升温至70℃～120℃，在该温度下反应10～72小时，获得极粘稠固液混合物，过滤该极粘稠固液混合物，获得褐色固体，用乙醚、甲醇洗涤该固体1～5次除去残留交联剂、溶剂和催化剂，再用甲醇抽提12～36小时以除去剩余的催化剂路易斯酸，使用氢氟酸除去纳米二氧化硅颗粒，干燥得到黄褐色或紫色的多孔聚合物空心微囊。...

【技术特征摘要】
1.一种多孔聚合物空心微囊，其特征在于它是按以下方法制备的产物: 步骤一:将纳米二氧化硅颗粒加入无水乙醇中，超声分散，并加入氨水，纳米二氧化娃分散于无水乙醇后的浓度为0.08 0.1egmI/1,氨水与无水乙醇的体积比为1: 5 I: 20，然后加入硅烷偶联剂3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷得到混合液，搅拌12 36小时进行纳米二氧化硅颗粒表面改性，硅烷偶联剂与纳米二氧化硅颗粒的用量比为2: 100 10: 100，将混合液离心，倒掉上层清液，使用无水乙醇或甲醇洗涤3 5次，得到表面改性的纳米二氧化硅颗粒； 步骤二:将表面改性的纳米二氧化硅颗粒超声分散于无水乙醇，纳米二氧化硅分散于无水乙醇后的浓度为0.08 0.16g ml/1,随后加入十二烧基苯磺酸钠、碳酸氢钠和水,无水乙醇与水的体积比例为1: 0.8 1: 1.4，碳酸氢钠的浓度为2 2.8g L—1，十二烷基苯磺酸钠的浓度为0.28 0.36g L_\超声搅拌30 90分钟，再加入单体苯乙烯和共聚单体二乙烯基苯得到混合液，在40 60°C下搅拌30 90分钟,单体苯乙烯与共聚单体二乙烯基苯的用量比为100: 20 100: 0.1，升温至70 90°C，加入引发剂搅拌I 5小时，引发剂与苯乙烯的用量比为0.5: 100 5: 100，将混合液离心，倒掉上层清液，使用无水乙醇或甲醇洗涤I 2次，干燥得到聚(苯乙烯-二乙烯基苯)包覆纳米二氧化硅的核壳颗粒； 步骤三:常温下，将聚(苯乙烯-二乙烯基苯)包覆纳米二氧化硅的核壳颗粒、交联剂和有机溶剂搅拌I 5小时，聚(苯乙烯-二乙烯基苯)包覆纳米二氧化硅的核壳颗粒溶于有机溶剂后的浓度为0.1 30mol L_\交联剂与芳香族化合物的摩尔比为0.1: I 20: 1，磁力搅拌0.1 2小时，然后加入作为催化剂的路易斯酸，催化剂路易斯酸与交联剂的摩尔比为0.1: I 10: 1，保持磁力搅拌，升温至30°C 60°C，在该温度下反应2 12小时后再升温至70°C 120°C，在该温度下反应10 72小时，获得极粘稠固液混合物，过滤该极粘稠固液混合物，获得褐色固体，用乙醚、甲醇洗涤该固体I 5次除去残留交联齐U、溶剂和催化剂，再用甲醇抽提12 36小时以除去剩余的催化剂路易斯酸，使用氢氟酸除去纳米二氧化硅颗粒， 干燥得到黄褐色或紫色的多孔聚合物空心微囊。2.根据权利要求1所述的多孔聚合物空心微囊，其特征在于，步骤二中所述的引发剂可以是过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵；步骤三中所述的交联剂可以是氯甲基甲醚或二甲氧基甲烷；步骤三中所述的有机溶剂可以是1，2-二氯乙烷或硝基苯；步骤三中所述的路易斯酸可以是无水SnCl4、无水FeCl3或无水A1C13。3.一种多孔聚合物空心微囊的制备方法，包括以下步骤: 步骤(I)将纳米二氧化硅颗粒加入无水乙醇中，超声分散，并加入氨水，纳米二氧化娃分散于无水乙醇后的浓度为0.08 0.16g ml/1,氨水与无水乙醇的体积比为1: 5 I: 20，然后加入硅烷偶联剂3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷得到混合液，搅拌12 36小时进行纳米二氧化硅颗粒表面改性，硅烷偶联剂与纳米二氧化硅颗粒的用量比为2: 100 10: 100，将混合液离心，倒掉上层清液，使用无水乙醇或甲醇洗涤3 5次，得到表面改性的纳米二氧化硅颗粒； 步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭必恩，杨欣嘉，李步怡，王继斌，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：