[发明专利]一种表面具有多重性质的ABA型胶体颗粒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种表面具有多重性质的ABA型胶体颗粒及其制备方法，属于亚微米尺度材料制备技术领域。本发明以胶体颗粒作为颗粒乳化剂，利用Pickering乳液液体水油三维界面作为保护界面，乳液液体内部单体聚合并发生相分离至界面处，在胶体颗粒近赤道位置形成保护膜，经过选择性改性或刻蚀并去除保护膜后可得到尺度在100nm‑1000nm之间表面具有明确ABA型分区的胶体颗粒。该方法基于乳液聚合，易实现量产化，且材料普适性强，所制备的ABA型胶体颗粒在光电磁功能材料、医用材料、模板材料等方面具有良好的应用价值。

技术领域

本发明涉及亚微米尺度材料制备技术领域，更加具体地说，尤其涉及—种表面具有多重性质的胶体颗粒及其制备方法。

背景技术

表面具有多重性质的颗粒是表面具有两个及其以上化学组成或功能分区的一类特殊粒子。自1991年De Genes提出Janus粒子的概念后，表面具有双重性质微粒的相关研究引起了广泛关注，在单个颗粒上实现了双功能性的集成与统一，如亲水与疏水、正电性与负电性、极性与非极性等，使其在颗粒乳化剂、智能纳米机器、显示器件、增强材料等方面有着巨大的理论研究价值和潜在应用价值。球形颗粒作为对称性粒子制备方法最为多样，但由于这些粒子性质上的不对称性，需耍通过特殊的可控制备手段，才能使颗粒在组成、功能等方面具有多重性质，这也是新材枓制备技术中一个意义重大的研究方向。多重性质球形粒子的制备方法中，如界面保护法，微流体法、相分离法、自组装法等等，在制备上往往存在一定地限制性，如量产性、可控性及普适性等还存在很多问题亟待解决；而且目前所制备多重性质球形颗粒多为沿赤道或近赤道部位将粒子分区成为两部分，想得到更为特殊分区结构如ABA型的胶体颗粒存在一定的困难。Granik等报道了通过将颗粒铺展于平面，利用热压印技术，对颗粒两端进行保护，中间环状区域裸露出来，从而得到具有ABA型三相分区的多重性质颗粒。但该方法基于二维界面，2D界面保护存在无法实现量产的问题，且其选用的颗粒一般为微米级别，这种热压技术很难实现更小尺度如亚微米胶体粒子的多相分区，因此如何选用一种简单易行的方法，制备具明确ABA型分区的胶体颗粒，成为研究者极其关注而一直未能得到解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种表面具有多重性质及ABA型分区的胶体颗粒及其制备方法。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

一种表面具有多重性质的ABA型胶体颗粒及其制备方法，按照下述步骤进行：

步骤1，将胶体颗粒利用带有B特征基团的偶联剂进行改性，得到表面具有B基团的胶体颗粒；

在步骤1中，胶体颗粒选自硅、钛、铁、铝、锌的氧化物，胶体颗粒尺寸为l00-1000nm。

在步骤1中，偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或者铝酸酯偶联剂，B基团取决于所选用偶联剂，选择氨基、巯基、环氧基、烷基、乙烯基或者酰氧基。

步骤2，利用表面带有B基团的胶体颗粒作为颗粒乳化剂，以单体、有机溶剂混合成为油相，以引发剂的水溶液为水相，高速搅拌制备Pickering乳液，升温聚合后得到聚合物胶乳；

在步骤2中，单体选自苯乙烯类单体，或者丙烯酸酯类单体，如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸甲酯。

在步骤2中，引发剂选自水溶性的引发剂，如偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、过硫酸钾或者过硫酸铵。

在步骤2中，有机溶剂选自25#-52#石蜡。

在步骤2中，聚合温度为引发剂引发温度之上，如70—80℃，保持恒温聚合以形成聚合物乳胶，聚合时间为6-10h。