[发明专利]一种多孔的功能化聚合物微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔的功能化聚合物微球的制备方法，所述方法包括：形成各向同性的液晶混合物，其中液晶混合物包括反应性液晶化合物、共聚单体化合物、非反应性液晶化合物和聚合引发剂；将液晶混合物分散在含有液晶构象改变剂的连续相中形成液晶微滴，液晶构象改变剂可使液晶微滴中的液晶分子沿液晶微滴半径方向排列；聚合液晶微滴中的反应性液晶化合物和共聚单体化合物，形成中间微球；从中间微球中移除非反应性液晶化合物，形成多孔的功能化聚合物微球。本发明采用的制备方法简单易操作，可大规模生产，制备的多孔功能化聚合物微粒具有规则的内部孔结构和功能化的表面，可广泛应用在生化分离、生物检测、药物传输及生化催化等领域。

技术领域

本发明涉及聚合物微球的制备方法，具体地，涉及一种多孔的功能化聚合物微球的制备方法。

背景技术

聚合物微球由于具有表面效应、体积效应、生物相容性、功能化基团等特性，作为一种性能优良的新型功能材料，在生物医学、分析化学、胶体科学及色谱分离等领域中具有十分广泛的应用。尤其是近年来，在聚合物微球上引入各类功能基团后，使聚合物微球在如生物工程、免疫检验、信息产业、高效液相色谱等许多高新技术领域显示出了良好的应用前景。目前，市面上使用的聚合物微球往往存在粒径均一性不稳定，合成步骤繁琐，聚合物微球内部空隙杂乱等问题。因此，合成微米级的粒径均一、步骤简单、多孔且具有有序内部结构的功能性聚合物微球一直是当前研究的重点课题。

制备功能性聚合物微球的方法主要包括无皂乳液聚合、种子溶胀聚合以及沉淀聚合。中国专利申请201611257489.6公开了一种羧基功能化高交联单分散微球及其制备方法，通过引入含羧基单体，采用溶剂热结合沉淀聚合来制备得到聚合物微球。中国专利申请201610821984.9提出以二乙烯基苯为单体，结合光引发沉淀聚合和烯键-巯基点击化学法制备功能化聚二乙烯苯微球的方法。此两个方法都可制备功能化的单分散聚合物微球，但制备的聚合物微球只在表面具有功能化基团，并不具有多孔的内部结构，所以限制了其应用范围。

液晶材料具有许多特殊的性能，其中最为突出的就是其具有各向异性，而如何将液晶材料及其特殊性能引入到多孔微球的制备中已引起人们的关注。Nicholas L.Abbott等人利用微米级的水相分散的液晶微滴，提供了一种轻便的模板合成方法用以合成聚合物微粒，同时也提到了引入功能性基团的设想。在此方法中采用微流道技术来控制液晶微滴的大小，从而制备出粒径均一、且具有可控内部结构的多孔聚合物微球。但此法无法大量生产，不能实现商业化。

因此，需要提供一种快速、高效、可靠地制备粒径均一、多孔且具有有序内部结构的功能化聚合物微球的方法。

发明内容

为满足上述需求，本发明提出一种多孔的功能化聚合物微球的制备方法，所述方法包括：1)形成各向同性的液晶混合物，其中所述液晶混合物包括反应性液晶化合物、共聚单体化合物、非反应性液晶化合物和聚合引发剂；2)将所述液晶混合物分散在含有液晶构象改变剂的连续相中形成液晶微滴，所述液晶构象改变剂可使所述液晶微滴中的液晶分子沿所述液晶微滴半径方向排列；3)聚合所述液晶微滴中的所述反应性液晶化合物和所述共聚单体化合物，形成中间微球；4)从所述中间微球中移除所述非反应性液晶化合物，形成所述多孔的功能化聚合物微球。

在一些实施方案中，步骤2)包括：将所述液晶混合物通过膜乳化装置，分散在含有液晶构象改变剂的连续相中，形成基本上单分散的液晶微滴。在一些实施方案中，步骤2)包括：将所述液晶混合物预分散在含有液晶构象改变剂的连续相中，形成分散乳液；将所述分散乳液多次重复通过膜乳化装置，形成基本上单分散的所述液晶微滴。

在一些实施方案中，所述反应性液晶占所述液晶混合物的质量百分比为5％～45％。

在一些实施方案中，所述共聚单体化合物与反应性液晶化合物的摩尔比为0.01～10。