[发明专利]一种中空聚合物纳米微球及其制备方法

说明书

本发明提供一种简单的原位制备中空聚合物纳米微球的方法。首先采用缩合驱动协同聚合的方法制备聚合物纳米粒子；然后在体系中加入含伯氨基团的有机小分子，利用聚合物纳米粒子内部组份与溶液体系内物质的迁移交换作用，并通过溶液中含伯氨基团有机分子与聚合物纳米粒子中动态亚胺键的竞争性反应，一步法、原位、无模板的制备中空聚合物纳米微球。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种中空聚合物纳米微球及其制备方法。

背景技术

中空聚合物纳米微球是在高分子合成技术进步的基础上进行纳米粒子形态控制的产物。中空聚合物纳米微球是一类具有空心结构的聚合物球体，具有超轻、低密、高比表面、隔热、隔音、吸光等特点。可作为催化剂载体、微反应器、酶蛋白质运载体，并在特种涂料、医药卫生、抗阻尼材料、信息记录材料等领域展现出广阔的应用前景。目前，中空聚合物微球的制备方法主要有三种：微乳液聚合法，自组装法和模板法。

微乳液聚合法是先通过单体自由基聚合生成种子微球,进而加入新的反应物通过乳液聚合在“种子”周围形成外壳，最后通过溶胀或其他方式去掉内核后形成空心微球。该方法的乳化剂用量大，常常带来成本高、后处理困难、难以满足环保要求等问题。

自组装法是聚合物空心纳米微球的一类重要方法。主要通过以下三种自组装途径获得结构稳定的空心聚合物纳米微球。其一是通过分子自组装获得非共价键连接胶束，然后通过壳交联和核溶解得到空心微球。其二是首先利用两亲嵌段或接枝聚合物在溶液中形成核壳结构的胶束，然后通过壳的交联固化和核的化学或生物降解得到聚合物空心微球。其三是利用柔性刚性嵌段共聚物在选择性溶液中自组装直接形成空心聚合物。该方法制备的空心纳米微球稳定性不佳。

模板法是在预先制备好的模板颗粒上形成聚合物壳，然后将模板去除留下空心聚合物微囊而获得具有中空聚合物结构的微球。常用的模板有实心结构模板，如带电乳胶粒与无机粒子等；囊泡结构软模板，如天然物质脂质体，十八烷基溴化铵等软模板物质。该方法常常导致产物的组成不易均匀，微粒易团聚等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种中空聚合物纳米微球及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了发明目的在于提供一种中空聚合物纳米微球及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种中空聚合物纳米微球的制备方法，包括如下步骤：

(1)将含邻苯二酚基团单体与醇以5～10g:1～100L的比例混合得到溶液A；

(2)将含苯硼酸基团单体与醇以5～10g:1～100L的比例混合得到溶液B；

(3)在0～50℃搅拌条件下，将溶液B以1mL/min～10mL/min的速度逐滴加入溶液A中，所述溶液A与溶液B的体积比为2～4:2～5，滴加完反应4～72h，得到溶液C；

(4)将有机分子C与醇以0.5～50mg:1～1000mL的比例混合，得到溶液D；所述有机分子C的通式为，其中1≤n≤3；

(5)将溶液C与溶液D以100:1的比例混合，反应0.5～6h，离心得到产物，所述产物为空心结构的聚合物球体，直径达200～500nm，壳层厚度5～40nm。

在本发明一较佳实施例中，所述有机分子C为含伯氨基团的有机分子，为乙二胺、丙二胺、丙胺中的任一种。

在本发明一较佳实施例中，所述含邻苯二酚基团单体制备步骤为：将多氨基化合物及3,4-二羟基苯甲醛按照摩尔比1:2～4的比例溶于醇中，在10～50℃、避光、搅拌速率200～600rpm的条件下搅拌反应12～48h，得到含邻苯二酚基团单体。