[发明专利]一种可降解聚两性电解质微凝胶的制备方法

权利要求书

1.一种可降解聚两性电解质微凝胶的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：甲基丙烯酸、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、N，N′-双(丙烯酰)胱胺、失水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯、异辛烷、过硫酸铵、N，N，N′，N′-四甲基乙二胺、盐酸、氢氧化钠、氯化钠、丙酮、去离子水、洁净水、氮气，其组合用量如下：以克、毫升、厘米³为计量单位

甲基丙烯酸：MAA

20ml±0.01ml

甲基丙烯酸二乙氨基乙酯：DEA

25ml±0.01ml

N，N′-双(丙烯酰)胱胺：CBA

0.5g±0.0001g

失水山梨醇单油酸酯：

45ml±0.1ml

聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯：

30ml±0.1ml

异辛烷：

280ml±0.1ml

过硫酸铵：(NH₄)₂S₂O₈                    5g±0.001g

N，N，N′，N′-四甲基乙二胺：

50ml±0.001ml

盐酸：HCl 45ml±0.1ml

氢氧化钠：NaOH 20g±0.01g

氯化钠：NaCl 20g±0.01g

丙酮：CH₃COCH₃ 2000ml±5ml

去离子水：H₂O 100000ml±50ml

洁净水：H₂O 10000ml±50ml

氮气：N₂ 100000cm³±50cm³

制备方法如下：

(1)精选化学物质材料

对制备所需的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：

甲基丙烯酸：液态液体 99.5％

甲基丙烯酸二乙氨基乙酯：液态液体 99.5％

N，N′-双(丙烯酰)胱胺：固态固体 99.5％

失水山梨醇单油酸酯：液态液体 95％

聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯：液态液体 95％

异辛烷：液态液体 99.0％

过硫酸铵：固态固体 99.5％

N，N，N′，N′-四甲基乙二胺：液态液体 99.5％

盐酸：液态液体  浓度37％

氢氧化钠：固态固体 99％

氯化钠：固态固体 99.5％

丙酮：液态液体 99.5％

去离子水：液态液体 99.99％

洁净水：液态液体 80％

氮气：气态气体 99.99％

(2)配置反相微乳液

①配置水相溶液

将甲基丙烯酸二乙氨基乙酯4.8ml，置于烧杯中，然后加入甲基丙烯酸3.05ml，用搅拌器搅拌2min，成：单体混溶物；

将去离子水17.5ml加入单体混溶物中，用搅拌器搅拌，时间6min，成：澄清水相液；

将交联剂N，N′-双(丙烯酰)胱胺0.0375g，加入澄清水相液中，用搅拌器搅拌2min；

在配置澄清水相液过程中，将发生化学物理反应；

②配置油相溶液

将乳化剂失水山梨醇单油酸酯8.2ml、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯5.2ml，置于烧杯中，用搅拌器搅拌2min，然后加入油相异辛烷55.6ml，继续搅拌10min，成：澄清油相溶液；

在配置澄清油相溶液过程中，将发生化学物理反应；

③配置油包水反相微乳液

以澄清油相溶液为母液，置于三口烧瓶中；

在三口烧瓶上插入滴液漏斗，将澄清水相溶液置于滴液漏斗中，然后进行滴加，滴加速度0.9ml/min，边滴加边搅拌，时间30min，成：透明泛微蓝光油包水反相微乳液；

在配置油包水反相微乳液过程中，将发生化学物理反应；

(3)聚合制备聚两性电解质微凝胶

①制备在四口烧瓶、水浴缸、电热皿设备上进行；

②在电热皿上置放水浴缸，在水浴缸上部置放四口烧瓶，在水浴缸内加入洁净水5000ml，成水浴水，四口烧瓶浸没在水浴水中，浸没深度为烧瓶的3/4；

③在四口烧瓶上，从左至右依次插入氮气管、滴液漏斗、磁力搅拌器、出气管；

④分别配制氧化-还原引发剂

1)配制过硫酸铵+去离子水引发剂

将过硫酸铵1g置于烧杯中，然后加入去离子水10ml，用搅拌器搅拌1min，成：过硫酸铵水溶液；

2)配制N，N，N′，N′-四甲基乙二胺+去离子水引发剂

将N，N，N′，N′-四甲基乙二胺0.13ml置于烧杯中，然后加入去离子水10ml，用搅拌器搅拌1min，成：N，N，N′，N′-四甲基乙二胺水溶液；

⑤开启电热皿，使其升温，水浴缸中的水浴水温度升至30℃±2℃，并在此温度恒定；

⑥开启氮气瓶、氮气阀，向四口烧瓶输入氮气，氮气输入速度为20cm³/min，驱除四口烧瓶内氧气及有害气体，氮气输入时间30min；

⑦加入引发剂过硫酸铵水溶液

用微量注射器取0.2ml过硫酸铵水溶液置于滴液漏斗中，开启磁力搅拌器、控制阀，进行滴加，边滴加边搅拌，时间10min；

⑧加入引发剂N，N，N′，N′-四甲基乙二胺水溶液

用微量注射器取0.2mlN，N，N′，N′-四甲基乙二胺水溶液置于滴液漏斗中，开启磁力搅拌器、控制阀，边滴加边搅拌，时间10min；

⑨冷却、静置

加入引发剂后，在四口烧瓶中将进行聚合反应，时间240min±2min；

关闭电热皿、氮气瓶、搅拌器，使水浴缸内的水浴水温度自然冷却至20℃±2℃，成：聚两性电解质微凝胶乳液；

⑩在加入引发剂、输入氮气过程中，出气管将散出氮所、氧气及有害气体；

在聚合制备聚两性电解质微凝胶过程中将发生化学反应，反应式如下：

产物结构式：

式中：

A：

B：

M：

C：碳原子    Et：乙基    S：硫原子    H：氢原子羧基负离子羧基负离子氮正离子氮正离子

x：聚合度    y：聚合度    z：聚合度    k：聚合度

(4)加入丙酮、破乳沉淀

将冷却后的聚两性电解质微凝胶乳液留置四口烧瓶内；

将丙酮50ml加入滴液漏斗中，向四口烧瓶滴加；

开启磁力搅拌器，边滴加、边搅拌，时间10min；

聚两性电解质微凝胶乳液变为：澄清+沉淀状态，反相微乳液破乳，成：澄清+沉淀混合物，即：聚两性电解质微凝胶聚合物澄清+沉淀混合物；

(5)抽滤

将聚两性电解质微凝胶聚合物澄清+沉淀混合物，置于抽滤瓶上的布氏漏斗中，用三层中速定性滤纸进行抽滤，产物滤饼留在滤纸上，废液抽至滤瓶中，产物滤饼即为：聚两性电解质微凝胶；

(6)洗涤、抽滤

将产物滤饼置于烧杯中，加入丙酮100ml，用搅拌器搅拌洗涤；

洗涤后置于抽滤瓶上的布氏漏斗中，用三层中速定性滤纸进行抽滤，滤纸上留存产物滤饼，废液抽至滤瓶中；

洗涤、抽滤重复进行十次；

(7)透析

将滤饼放入透析袋内，加入去离子水100ml，去离子水的体积为透析袋体积2/3，然后将透析袋放入盛有500ml去离子水的玻璃杯中进行透析，每隔1440min换一次去离子水，透析时间168h，透析后成：分散液；

(8)离心分离

将透析后的分散液置于离心釜内，进行离心分离，离心转速8000r/min，时间45min±2min，成：胶态产物；

(9)真空干燥

离心分离后的胶态产物置于石英产物舟中，然后置于真空干燥箱中进行干燥，干燥温度50℃±2℃，真空度10Pa，干燥时间480min±2min；

干燥后得最终产物，即：乳白色、网孔形、疏松状聚两性电解质微凝胶粉体颗粒；

(10)检测、分析、表征

对制备的乳白色、网孔形、疏松状聚两性电解质微凝胶粉体颗粒的形貌、色泽、化学成份、颗粒直径、化学物理性能进行分析、表征；

用透射电镜进行形貌分析；

用红外光谱仪，进行单体及单体混溶物特征官能团吸收峰测量；

用自动吸附仪，进行产物比表面积及网孔直径测量；

用动态光散射法，在波长600nm、散射角90度、20℃恒温下，进行产物粒径测量；

用调节酸碱度、紫外-可见分光光度法，在波长600nm下，进行产物分散液透光率测量；

用紫外-可见分光光度法，在波长600nm、等电点范围pH＝6状态下，进行产物反聚电解质效应测量；

结论：产物为乳白色、网孔形、疏松状聚两性电解质微凝胶粉体球形颗粒；干态球形颗粒平均直径为80nm，比表面积为48.478/m²·g^-1，网孔平均直径为30.23nm，等电点处粒子流体力学直径为105.7nm。

(11)储存

对制备的乳白色网孔形疏松状聚两性电解质微凝胶粉体颗粒产物，密闭储存于无色透明的玻璃容器中，置于阴凉、干燥、洁净环境，要防潮、防晒、防酸、碱、盐侵蚀，储存温度20℃±2℃，相对湿度≤10％。