[发明专利]一种带负电的大分子纳米微球复合水凝胶的制备方法

权利要求书

1.一种带负电的大分子纳米微球复合水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤和条件如下：

Ⅰ.制备表面高电荷密度的带负电的大分子纳米微球

⑴种子乳液的制备

水：疏水性单体：阴离子单体: pH调节剂:引发剂1的质量比为100：10.7：0.04～0.1：0.05：0.08；按配比，将水、疏水性单体、阴离子单体、pH调节剂加入三口反应器中，三口反应器中装有搅拌装置、回流装置和N₂导管，在室温下以300转/分的速度搅拌30分钟并通入氮气，排空体系空气后，升温至70℃，加入引发剂1，反应3~5小时，得到种子乳液；所述的疏水性单体为苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯；阴离子单体为苯乙烯磺酸钠；pH调节剂为碳酸氢钠；引发剂1为过硫酸钾；所述的表面高电荷密度是指带负电的大分子纳米微球的表面电荷密度为12.5～20μC/cm²；

（2）表面高电荷密度的带负电的大分子纳米微球乳液的制备

向上述步骤⑴的种子乳液中继续加入与步骤⑴中相同质量的pH调节剂碳酸氢钠和引发剂1过硫酸钾，持续搅拌并通氮气10分钟，体系混合均匀；将与步骤⑴中相同的疏水性单体苯乙烯和阴离子单体苯乙烯磺酸钠以质量比为6：1混合均匀，得到混合单体；混合单体与步骤（1）中水的质量比为2.5：100，将该混合单体以10mL/min的速度滴加到反应体系中，全部滴加后继续反应2~4小时，得到表面高电荷密度的带负电的大分子纳米微球乳液；将该乳液在蒸馏水中透析一周提纯，每天换水两次，透析后的乳液通过旋转蒸发除掉一部分水，控制其固含量为20%～30%；

Ⅱ.制备带负电的大分子纳米微球复合水凝胶

将水、水溶性单体、阳离子单体、引发剂2、交联剂和步骤Ⅰ的⑵得到的表面高电荷密度的带负电的大分子纳米微球乳液，按质量比100：27～50：2.7~50：0.07～0.13：0.05～0.1：6.9~50混合均匀，得到均匀的水凝胶的预混合液，将该预混合液在密闭模具中加热至50~60℃，反应2~4小时，得到带负电的大分子纳米微球复合水凝胶；所述的水溶性单体为丙烯酰胺；阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯；引发剂2为过硫酸铵，交联剂为N,N′-亚甲基双丙烯酰胺。

2.根据权利要求1所述的一种带负电的大分子纳米微球复合水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤和条件如下：

Ⅰ.制备表面高电荷密度的带负电的大分子纳米微球

⑴种子乳液的制备

水：疏水性单体甲基丙烯酸甲酯：阴离子单体苯乙烯磺酸钠: pH调节剂碳酸氢钠:引发剂1过硫酸钾的质量为100：10.7：0.04：0.05：0.08；按配比，将上述材料加入三口反应器中，三口反应器中装有搅拌装置、回流装置和N₂导管，在室温下以300转/分的速度搅拌30分钟并通入氮气，排空体系空气后，升温至70℃，加入带负电的引发剂过硫酸钾反应5小时，得到种子乳液；

（2）表面高电荷密度的带负电的大分子纳米微球乳液的制备

向上述步骤⑴的种子乳液中继续加入与步骤⑴的相同质量的pH调节剂碳酸氢钠和引发剂1过硫酸钾，以300转/分钟持续搅拌，通氮气10分钟，体系混合均匀，将疏水性单体甲基丙烯酸甲酯和阴离子单体苯乙烯磺酸钠以质量比为6:1混合均匀，得到混合单体；混合单体与步骤（1）中水的质量比为2.5：100，将混合单体以10mL/min的速度滴加到反应体系中，全部滴加后继续反应2小时，得到表面电荷密度为20μC/cm²，带负电的大分子纳米微球乳液；将该纳米微球乳液在蒸馏水中透析一周提纯，每天换水两次，透析后的乳液通过旋转蒸发除掉一部分水，控制其固含量为30%；

Ⅱ.制备带负电的大分子纳米微球复合水凝胶

水、水溶性单体丙烯酰胺、阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、引发剂2过硫酸铵、交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺和步骤Ⅰ的⑵得到的表面高电荷密度的带负电的大分子纳米微球乳液的质量比为100：50： 50：0.125：0.1：50，按配比，将上述材料混合均匀，得到均匀的水凝胶的预混合液，将该水凝胶的预混合液在密闭模具中加热至60℃，反应2小时，得到带负电的大分子纳米微球复合水凝胶。

3.根据权利要求1所述的一种带负电的大分子纳米微球复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述的Ⅱ.制备带负电的大分子纳米微球复合水凝胶的条件如下：

水、水溶性单体丙烯酰胺、阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、引发剂2过硫酸铵、交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺和步骤Ⅰ的⑵得到的表面高电荷密度的带负电的大分子纳米微球乳液的质量比为100：40： 20：0.1：0.08：40，将上述材料混合均匀，得到均匀的水凝胶的预混合液，将该水凝胶的预混合液在密闭模具中下加热至50℃，反应4小时，得到带负电的大分子纳米微球复合水凝胶。