[发明专利]一种功能性胶束粒子及其制备方法

说明书

本发明公开了一种功能性胶束粒子及其制备方法，属于高分子合成化学领域。所述制备方法包括：以过硫酸钾KPS为引发剂，水为溶剂，在80~90℃进行苯乙烯(St)、醋酸乙烯酯(VAc)和乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯(AAEM)的无皂乳液聚合，反应结束后于室温冷却获得一种具备核‑壳结构的三元共聚物，即所述功能性胶束粒子。本发明提供的St、VAc和AAEM三元共聚的方法，一步即可进行，操作简单，并且聚合时无需外加乳化剂，所获种功能性胶束粒子表面洁净、粒径分布窄且单分散性好；种功能性胶束粒子具备表面浸润性可调的特征，能够为解决油‑水界面稳定、反应等问题奠定基础。

技术领域

本发明属于高分子合成化学领域，具体涉及一种功能性胶束粒子及其制备方法。

背景技术

胶束粒子主要通过乳液聚合获得，其基本工艺有间歇聚合、半连续聚合、种子乳液聚合等。间歇聚合是将反应物一次性加入，在反应初始就大量富余的乳化剂，使得种子聚合物和新的胶乳粒的同时生成，导致胶束粒径较小，粒径分布不均。半连续聚合工艺则是使反应体系中无乳化剂剩余，减少了胶乳粒生成数量，但其获得产物单一且粒径较间歇聚合大。种子乳液聚合技术又称为多阶段乳液聚合技术，首先，通过常规乳液聚合制备种子胶乳，然后在种子胶乳存在下进行另一种单体或单体混合物的聚合。该技术乳化剂用量少，总反应时间短，所得乳胶粒的粒径更大、粒径分布较窄。且其在制备核-壳型结的胶束粒子具有很大的优势。2014年，雷亮等采用半连续种子乳液聚合法，成功合成了核-壳型乙酰乙酰基丙烯酸酯聚合物乳液，粒径约为130微米且粒径分布较窄。(参见高校化学工程学报,2014,28,561-565)。随着乳液聚合理论的发展，乳液聚合技术也在不断地发展创新。传统的聚合技术操作繁琐，且乳化剂的存在使乳液在应用过程中存在许多缺点，如耐水性差，附着力差，难于成膜及降低聚合物性能等。(参见Journal of Polymer Research,2002,9,183)在此基础上，具备粒子自组装和操作便捷等特点的无皂乳液聚合技术成为了新的研究热点。由于反应体系中不存在乳化剂的，该技术获得的胶束粒子表面洁净、粒径分布窄且单分散性好。Dziomkina等采用无皂种子乳液聚合，得到了聚合物的粒径在200～500nm的阳离子型胶粒，乳胶粒的直径随着单体浓度的增加而有了明显的增加。(参见Eur Polymer,2006,42,81)该技术为本发明具有核壳结构的两亲性胶束粒子的制备提供了基础。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种功能性胶束粒子及其制备方法。通过采用无皂乳液聚合，以过硫酸钾为引发剂，将电离的基团链接在单体上。本发明提供的制备方法可一步法制得核-壳粒子，操作简单，所获粒子表面洁净、粒径分布窄且单分散性好。粒子具备表面浸润性可调的特征，为解决油-水界面稳定、反应等问题提供基础。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

本发明提供的制备方法，是以过硫酸钾为引发剂，以苯乙烯、醋酸乙烯酯和乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯作为聚合单体，在无机溶剂介质中进行无皂乳液聚合，聚合温度为80-90℃，反应时间为9-23小时，反应结束后经冷却获得具备核-壳结构的三元共聚物(功能性胶束粒子)。

本发明提供的一种功能性胶束粒子的制备方法，包括：在惰性气体保护下，向反应瓶中加入反应单体和引发剂，在无机溶剂体系(介质为去离子水)中反应；聚合完成后，将反应瓶冷却至室温后得到三元共聚物(功能性胶束粒子)。

本发明提供的一种功能性胶束粒子的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将苯乙烯(St)、醋酸乙烯酯(VAc)和乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯(AAEM)混合均匀，得到混合液；

(2)将过硫酸钾(KPS)加入去离子水中，混合均匀，得到过硫酸钾溶液；

(3)将步骤(2)所述过硫酸钾溶液和水加入步骤(1)所述混合液中，得到反应液，在搅拌状态下通入惰性气体鼓泡，混合均匀，然后在惰性氛围下将反应液升温，进行聚合反应，冷却至室温，冷冻干燥得到共聚物，即所述功能性胶束粒子。