[发明专利]一种聚合物多孔微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚合物多孔微球的制备方法，该法采用低沸点聚合物有机良溶剂先将聚合物溶解，再加入高沸点聚合物有机非良溶剂，搅拌后得到均一溶液；然后采用悬浮分散法将该聚合物溶液分散在水相体系中形成微液滴，逐渐升高温度，让低沸点聚合物良溶剂挥发并在水相体系产生大量的泡沫，同时使大量的微液滴被包裹在泡沫中，收集上升的泡沫并用热水冲洗至含搅拌装置的热水浴中，随低沸点有机良溶剂的挥发和高沸点有机非良溶剂相分离得到多孔的聚合物微球；该聚合物微球具有良好的机械、光学、热绝缘和声绝缘等性能，可以广泛应有于催化剂的加载、医药、化妆品、涂料、造纸、皮革、通讯等领域。

技术领域

本发明涉及一种高效聚合物多孔微球的制备方法，属于聚合物功能材料领域。

背景技术

多孔聚合物微球由于其多孔结构，使其拥有一些特殊的性能，比如高比表面积、良好的光散射性、低密度、热绝缘、声绝缘等。可以广泛应有于催化剂加载、制药、酸雾抑制、石油钻井、化妆品、涂料、造纸、皮革等领域。

目前，制备多孔聚合物微球的传统方法主要有：悬浮聚合法、酸碱溶胀法、自组装法、蒸馏沉淀法等，结合萃取、透析、溶剂蒸发、刻蚀、喷雾干燥、真空干燥等方法制得多孔聚合物微球。在以上这些制备多孔聚合物微球的方法中，先制备了核壳结构的聚合物微球，然后对核壳结构的聚合物微球进行后期处理，最终得到具有多孔结构的聚合物微球。

近几年，多孔聚合物微球的制备方法也是处于不断地发展和改进中，比较新的制备方法主要有微流体技术（Wang W C, Pan Y X, Shi K, et al. Hierarchical PorousPolymer Beads Prepared by Polymerization-induced Phase Separation andEmulsion-template in a Microfluidic Device[J]. 高分子科学(英文版), 2014, 32(12):1646-1654.），该方法先制备了W/O型溶液，然后通过微流体装置使该溶液形成W/O/W型体系，在紫外光的引发下，该体系中的油相单体发生聚合反应，生成多孔聚合物微球；电雾化技术（Zhang Q, Liu J, Wang X, et al. Controlling internal nanostructuresof porous microspheres prepared via electrospraying[J]. Colloid & PolymerScience, 2010, 288(288):1385-1391.），该方法是先将聚合物溶于一种有机溶剂中，变成均一溶液，再将该溶液用注射泵控制加入到电雾化装置中，同时，在外加电源的作用下，这些溶液会经过电雾化装置形成微液滴，将这些微液滴用收集装置收集，然后通过热水浴，冷冻干燥等操作制备了多孔聚合物微球；溶剂挥发法( Fabrication of porous polymermicroparticles with tunable pore size and density through the combination ofphase separation and emulsion-solvent evaporation approach），该方法是先将一定分子量的聚合物用一种有机溶剂溶解，再加入一种对聚合物为非良溶性的溶剂，制成均一溶液，将该溶液加入到溶有分散剂的水相中进行乳化，形成水包油型微液滴，然后将乳化的溶液转移到设计的反应装置中，由于微液滴的密度大于水，因而处于反应装置的底部，通过对反应装置中水层高度的调节控制有机溶剂的挥发速率，待有机溶剂挥发完全后，在水相生成多孔聚合物微球。在以上这些制备方法中，多数是从粒径可控的方向出发，以制备单分散的多孔聚合物微球，其制备过程较复杂，时间成本也较大，此外，这些制备方法只适合于制备少量的多孔聚合物微球。

本发明所述多孔聚合物微球的制备方法，其突出特点就是工艺过程简单和生产效率高，并适合于制备各种不同粒径、力学特性、微孔孔径和表面亲疏水性的多孔聚合物微球，可大幅度降低制备成本。

发明内容