[发明专利]一种聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种核壳结构聚合物微球及其制备方法，特别涉及一种聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球及其制备方法。

技术背景

近年来，聚合物微球在固相有机合成、色谱柱填料、医学与生物化学等领域已得到广泛的应用。其中，核壳结构聚合物微球由于其独特的物理、化学特性，在超疏水表面涂层、材料学、化学、磁学、电学、光学、生物医学和催化等领域都具有潜在的应用价值。核壳材料的壳层不仅可以调整粒子的表面特性，改变其表面电荷密度、表面活性、官能团、反应性、生物相容性、稳定及分散性等性能；同时还可以通过特殊梯度结构，将外壳粒子特有的超疏水性能、催化活性、电学性能、生物医药性能和光学性质等赋予内核微粒。文献（Chaves C R, Fontes A, Farias P M A, et al. Application of core–shell PEGylated CdS/Cd (OH)₂ quantum dots as biolabels of trypanosoma cruzi parasites[J]. Applied Surface Science, 2008, 255(3): 728-730）报道了使用乙二醇包覆CdS/Cd(OH)₂荧光纳米晶体，用于标记活体克氏锥虫。通过共焦荧光显微镜和透射电镜分析，揭示了寄生虫内吞路径，该标记法有助于了解细胞分化和内吞进程。文献（Lee J W, Othman M R, Eom Y, et al. The effects of sonification and TiO₂ deposition on the micro-characteristics of the thermally treated SiO₂/TiO₂ spherical core–shell particles for photo-catalysis of methyl orange[J]. Microporous and Mesoporous Materials, 2008, 116(1): 561-568）报道了制备具有海胆型核壳结构的纳米SiO₂-TiO₂复合材料，可用于甲基橙的光催化降解。文献（Chen J, Kinloch A J, Sprenger S, et al. The mechanical properties and toughening mechanisms of an epoxy polymer modified with polysiloxane-based core-shell particles[J]. Polymer, 2013, 54(16): 4276-4289）报道了利用聚硅氧烷为核的核壳微球增韧环氧树脂，提高了低温下环氧树脂的力学性能。

随着工业的飞速发展，对材料的热稳定性提出了越来越高的要求，研发具有高热稳定（起始热分解温度大于440℃。通常，质量损失5wt%的温度定义为起始热失重温度）的耐高温聚合物微球成为热点。但是，现有核壳聚合物微球的常见核层材料是聚对苯甲酰胺、聚硅氧烷、丙烯酸甲酯类、二氧化硅等；壳层材料主要是丙烯酸甲酯类、聚苯乙烯、聚酰胺、环氧树脂等。除聚硅氧烷外，这些材料的起始热分解温度基本不超过350℃。

聚硅氧烷为核的核壳微球可能是现有已应用微球中热稳定性最高的，目前，合成得到的微球包含聚硅氧烷包覆丙烯酸甲酯核壳微球、聚硅氧烷包覆环氧树脂微球等。但是，现有的以聚硅氧烷为核的核壳微球受限于壳层材料的耐热性，导致聚硅氧烷所具有的优异热稳定性不能在所制备的核壳微球中体现，从而限制了其应用。因此，以聚硅氧烷为核，合成高热稳定性的核壳微球具有应用价值。

另一方面，在实际应用中，聚合物核壳微球往往不会单独使用，而是需要加入其他材料。为了充分发挥聚合物核壳微球的优异性能，微球的壳层材料应与需要改性的材料具有良好的相容性，以确保微球具有良好的分散性。因此，一个优选的方案是使壳层表面具有活性基团。

综上所述，鉴于现有的聚合物核壳微球存在的问题，设计合成出带活性基团的高热稳定性聚合物核壳微球具有重要的意义和应用价值。

发明内容

本发明针对现有的聚合物核壳微球在实际应用中存在的问题，提供一种带活性基团的高热稳定性的聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球及其制备方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是一种聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球的制备方法，包含如下步骤：