[发明专利]一种富含胺基的单分散多孔聚脲微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及多孔微球材料领域，特别涉及一种富含胺基的单分散多孔聚脲微球及其制备方法，属于功能高分子材料领域。 

背景技术

多孔聚合物微球是一类多孔聚合物材料，具有密度低、比表面积大、表面渗透能力强、特殊的尺寸效应和界面效应等特点，在离子交换树脂、色谱分析技术、酶固定、固相萃取、污水处理、催化剂载体等领域有广泛的应用。 

多孔聚合物微球通常是由异相聚合来制备的，包括悬浮聚合、分散聚合、种子乳液聚合、沉淀聚合、多步聚合、膜或微通道乳液和微流控聚合等(参见M. T. Gokmen, F. E. Du Prez. Progress in Polymer Science, 2012, 37, 363-405.)。在这些方法中聚合物微球的成孔机理有加入致孔剂法、模板法、相分离法等。悬浮聚合中加致孔剂是制备多孔聚合物微球常用的方法(参见M. H. Mohamed, L. D. Wilson. Nanomaterials, 2012, 2, 163-186.)。这些微球中的聚合物常用烯类单体通过自由基聚合来制备，如苯乙烯和丙烯酸酯类单体。CN102863646公开了一种悬浮聚合法制备多孔聚合物微球的方法，在致孔剂存在下，将松香酯化物与苯乙烯、二乙烯基苯等单体进行聚合，再经过水解和抽提得到多孔聚合物。但悬浮聚合得到的微球粒径分布通常较宽。种子聚合通常用来制备单分散的聚合物颗粒，在聚苯乙烯(PS)种子聚合物颗粒中添加特殊单体再把种子聚合物用溶剂除去得到多孔聚合物微球。CN102029133公开了一种通过含有亲水基团的自由基引发剂引发可自由基聚合的疏水性单体的分散聚合，制备多孔聚合物微球，孔结构的形成是引发剂的亲水基团在微球内部的相分离造成的。CN101434673公开了在两步种子溶胀聚合的第二步溶胀之后分离残余单体，制备稳定的单分散多孔聚合物微球的方法，得到了苯乙烯共聚物多孔微球。CN103588920公开了一种单分散多孔丙烯酸酯聚合物纳米微囊的制备方法，首先分别制备聚合物核微球和氨基修饰的SiO₂冠微球，通过自组装得到草莓型微球作为模板，再加入单体聚合得到核壳复合微球，最后通过刻蚀、透析去除模板得到多孔结构的聚合物微囊。CN103435731公开了一种采用特殊的乳化剂稳定双重乳液制备多孔聚合物微球的方法，先制备出油相，然后制备W/O/W双重乳液，第三步将油相中的交联剂和单体聚合。CN102617769公开了一种纳米复合的多孔凝胶微球的制备方法，是以双重Pickering乳液(O/W/O)为模板，亲水性单体在中间水相聚合后得到包含两种纳米粒子的复合多孔微球，用无机纳米粒子替代乳化剂稳定乳液。CN102659973公开了一种化妆品用多孔复合微球的制备方法，将苯乙烯和其他单体的共聚物微球用硫酸处理后得到磺化微球，再加入PS的不良溶剂或良溶剂，处理后得到双亲性的多孔微球。 

上述这些制备多孔聚合物微球的方法通常需要多步来制备，步骤繁琐，而且需要加入乳化剂或稳定剂、分散剂等来稳定聚合物微球，不利于这些多孔聚合物微球在生物和医药领域的应用。 

聚脲通常是由二异氰酸酯与水或多元胺反应制备得到。有关聚脲多孔微球的报道很少。Ruckenstein等(参见X. Wang, E. Ruckenstein. Biotechnology Progress, 1993, 9, 661-665.)先利用多亚甲基苯基异氰酸酯低聚物和聚醚二元醇反应得到低聚物，然后分散在含水和CaCO₃的矿物油中得到聚氨酯颗粒，最后用HCl和苯处理得到多孔聚氨酯粒子。CN1754901公开了一种通过喷雾干燥制备粉末状聚脲的方法，是对在至少一种有机溶剂中的聚脲颗粒的悬浮液进行喷雾干燥，得到了比表面积大于20 m²/g的聚脲颗粒，作为增稠剂用于润滑剂。在该方法中得到的聚脲颗粒单分散性很差，且易聚集成块。 

CN102643402公开了一种利用二异氰酸酯与水聚合制备单分散聚脲微球的方法，但此方法制备的聚脲微球无孔。 

发明内容

本发明的目的是提供一种富含胺基的单分散多孔聚脲微球及其制备方法，该方法是以SiO₂粒子为模板，通过沉淀聚合制备出单分散复合聚脲微球，将模板刻蚀掉后即可得到富含胺基的单分散多孔聚脲微球，无需任何表面改性。 

本发明的技术方案如下：