[发明专利]一种半草莓型Janus粒子的制备方法

说明书

本发明涉及一种半草莓型Janus粒子的新型制备方法。所述的半草莓型Janus粒子以大粒径的改性二氧化硅微球为核微球，小粒径的二氧化硅或者聚合物微球为冠微球，利用Pickering乳液法改性将改性二氧化硅微球制成初步Janus粒子，然后利用官能间的相互作用，与冠微球自组装即可得到半草莓型Janus粒子。本发明具有设备简单，操作可控，产品纯净、单分散、孔径均匀等特点。本发明制备半草莓型Janus粒子与一般方法相比具有操作可控，方法简单但又能制备复杂Janus粒子的优点。

技术领域

本发明涉及一种半草莓型Janus粒子的制备方法，采用Pickering乳液改性-自组装两步法制备，属于功能高分子材料领域。

背景技术

Janus粒子由于其化学、物理及其结构等的不对称特性，可在诸多领域得到应用。Janus粒子的制备及应用已成为当今科学研究的热点之一，应用领域涉及表面活性剂、分子识别、催化剂等。为了得到较好的应用效果，要求制备的Janus粒子具有良好的稳定性，同时又要能对Janus粒子的大小、形态、基体进行有效控制。

Janus粒子的制备是近年来出现的一个新的研究领域。当今采用的制备方法主要为Pickering乳液法(Hong L，Jiang S，Granick S.Langmuir，2006，22，9495.)，即通过互不相溶的两相形成水包油或者油包水乳液，固体粒子在其界面反应的方法。这种方法在水油两相中进行，在制备简单的Janus粒子上具有很大优势，但不易制备结构复杂的Janus粒子。自组装法具有操作简单、效率高等特点，是制备复杂结构纳米材料的有效方法。这里，将两种方法相结合，利用Pickering乳液改性-自组装两步法就能简单的制备具有复杂结构的半草莓型Janus粒子。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种半草莓型Janus粒子的制备方法。这种方法采用以二氧化硅微球为基体，用Pickering乳液改性-自组装两步法制备半草莓型Janus粒子，其中二氧化硅微球上的小粒子冠微球的组成可以有多种选择，从而使材料具备不同的功能特性和应用前景。通常的自组装法制备出的多为草莓型结构材料，这里我们引入制备Janus粒子所用的Pickering乳液法，和自组装法相结合，成功制备了半草莓型不对称粒子。

(二)技术方案

本发明所采用的技术方案是：以大粒径的氨基二氧化硅微球为核微球，小粒径的二氧化硅微球或者聚合物为冠微球，利用Pickering乳液法表面改性氨基修饰的二氧化硅微球制成初步Janus粒子，然后以此产物为核微球，与小粒径的二氧化硅微球或者聚合物微球自组装即可得到半草莓型Janus粒子。此半草莓型粒子的冠微球与核微球表面的基团可根据需要改变。所述方法新颖，通过改变冠微球的种类可以给Janus粒子添加多种特性，如温度敏感、pH值敏感、磁性等。

(三)具体反应过程

本发明所述的半草莓型Janus粒子的制备方法-两步法包括以下步骤：

1.大粒径核微球的制备：有机官能团修饰的二氧化硅大微球。

以四乙氧基硅烷(TEOS)为硅源，用法制备单分散的大硅球，同时加入相应官能团的硅试剂，如：γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)，三甲基硅烷基二乙胺(TMSDEA)等。

2.小粒径冠微球的制备：有机官能团修饰的二氧化硅小微球或聚合物小微球。

用蒸馏沉淀聚合法制备单分散的聚合物小微球，其中加入带有官能团的单体，以投料配比和反应时间控制聚合产物的尺寸和形态。

以四乙氧基硅烷(TEOS)为硅源，利用法，控制投料比制备小粒径二氧化硅微球，并用硅试剂对硅球表面进行改性得到官能团修饰的小硅球，如用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对硅球表面进行改性，制得氨基修饰的小硅球。