[发明专利]热敏性杂臂星型高分子乳化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种星型高分子乳化剂及其制备方法。特别是一种热敏性杂臂星型高分子乳化剂及其制备方法。 

背景技术

    乳化剂 (emulsifier) 是能使两种不相溶的液体形成稳定乳液的物质。乳化剂一般来讲是具有双亲性的表面活性剂，亲水基团通常为极性的基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、乙氧基等；而憎水基团通常为较长的碳氢链。另外，微米或纳米级别的固体颗粒也可以用作乳化剂，如粘土颗粒等，此类乳化剂称为Pickering乳化剂，他们必须具备对两相合适的润湿性，形成的乳液通常具有较高的稳定性。 

星型高分子，是指三条或三条以上的线性聚合物链（形象的称作“高分子臂”）通过其高分子的一端连接到一个共同的连接点上而形成的“星状”聚合物，是支化拓补结构中最简单的结构之一。具有较小高分子臂数的星型高分子中的连接点通常为一个有机化合物，而具有交联较大高分子臂数的核联星型高分子的连接点为一个小尺寸的、高度交联的聚合物核。其中核的尺寸必须远小于高分子臂的尺寸，其高分子臂在良溶剂中会很好地舒展开来，使星型高分子具有良好的溶解性。星型高分子的独特结构特点使它们在药物输送、催化、涂层、及流变改良剂等方面有很好的应用。而将其用作乳化剂方面还鲜见于报道。 

发明内容

本发明的目的之一是提供一种热敏性杂臂星型高分子乳化剂。 

本发明的目的之二是提供该热敏性杂臂星型高分子乳化剂的制备方法。 

本发明采用可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)方法，通过两步来制备核交联星型高分子,第一步为两种高分子臂的制备；第二步为核交联星型高分子的制备。水溶性高分子臂是通过RAFT方法对一些，如N,N-二甲基丙烯酰胺（DMA）、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯（PPEGMA）、2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯（DMAEMA）等来聚合形成均聚高分子臂；热敏性高分子臂由N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）同样通过RAFT方法得到。在形成两种高分子臂后，然后通过在水中的异相聚合交联来形成核交联星型高分子，在该步中，可选用的交联剂为N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三（乙二醇基）二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、三（乙二醇基）二甲基丙烯酸酯等。以下是以N,N-二甲基丙烯酰胺（DMA）和N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）为单体制备热敏性杂臂星型高分子乳化剂的合成机理： 

反应1

反应2

反应3

根据以上反应机理，本实验采用以下反应方案：

一种热敏性星型高分子乳化剂，其特征在于该高分子乳化剂是由热敏性高分子线性臂和水溶性高分子线性臂通过异相聚合交联剂形成核交联星型高分子，高分子线性臂和交联剂的摩尔比为3：30，其中水溶性高分子线性臂和热敏性高分子线性臂的摩尔比为1：0.75~1.25；两种高分子线性臂的聚合度均为60～150。

上述的热敏性星型高分子乳化剂，其特征在于所述的形成热敏性高分子臂所用的单体为： N-异丙基丙烯酰胺NIPAM。 

上述的热敏性星型高分子乳化剂，其特征在于所述的形成水溶性高分子线性臂的单体为：N,N-二甲基丙烯酰胺DMA、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯PPEGMA或聚乙二醇甲醚丙烯酸酯 PEGA。 

上述的交联剂为：N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三（乙二醇基）二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯或三（乙二醇基）二甲基丙烯酸酯。 

一种制备上述的热敏性星型高分子乳化剂的方法，其特征在于该方法的具体步骤为： 

A.将链转移剂(甲基2 - （（（乙硫基）硫代羰基）硫基）丙酸乙酯)、热敏性聚合物单体、油溶性的引发剂偶氮二异丁腈AIBN按照1:(80～200):(0.02～0.04)的摩尔比加入到溶剂中，在惰性气氛下，在70℃反应3～4小时，聚合结束后，对聚合物进行提纯，得到热敏性高分子臂；