[发明专利]一种多孔聚合物微球及其制备方法

说明书

本发明涉及一种由纳米片组装的聚合物多孔微球及其制备方法，属于聚合物功能材料领域。本发明提供一种多孔聚合物微球，所述多孔聚合物微球以结晶或半晶聚合物为基体，该聚合物微球具有聚合物纳米片层层自组装形成的微球结构，并且聚合物纳米片层间的间隙形成了多孔结构。本发明巧妙地将反溶剂蒸汽诱导相分离与聚合物结晶相结合，制备了一种由纳米片组装的聚合物多孔微球，即制得了一种新型结构的多孔聚合物微球，并且该制备方法简单，具有普适性。

技术领域

本发明涉及一种由纳米片组装的聚合物多孔微球及其制备方法，属于聚合物功能材料领域。

背景技术

多孔聚合物微球由于其多级结构、并且组成和尺寸可调等特点，已经在大量研究中报道并应用于药物递送、环保、储能、分离纯化等多个领域。并且微球形貌(如表面粗糙度和表面起皱)对其化学和物理性能具有重要意义。

目前制备多孔聚合物微球的传统方法主要有：悬浮聚合法、分散聚合法、沉淀聚合法、溶液聚合物法、酸碱溶胀法、蒸馏沉淀法、后交联法等，近年来，基于微流控技术制备聚合物微球在材料选择和方面具有高度的灵活性，已成为制备多孔和/或表面粗糙聚合物微球的焦点，微流控法是先配制聚合物与模板的混合溶液，然后利用微流控设备制备聚合物微球，再去除模板，然而在模板去除过程中，容易出现模板去除不完全，以及模板溶解造成孔道塌陷的问题，此外其逐滴生产的方式极大地限制了产量。

目前，现有技术中尚未有利用蒸汽诱导相分离法(VIPS)和聚合物结晶相结合的方式来制备一种由纳米片组装形成的多孔聚合物微球的相关报道。

发明内容

本发明巧妙地将VIPS与聚合物结晶相结合，制备了一种由纳米片组装的聚合物多孔微球，即制得了一种新型结构的多孔聚合物微球，并且该制备方法简单，具有普适性。

本发明的技术方案：

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种多孔聚合物微球，所述多孔聚合物微球以结晶或半晶聚合物为基体，该聚合物微球具有聚合物纳米片层层自组装形成的微球结构，并且聚合物纳米片层间的间隙形成了多孔结构。

本发明要解决的第二个技术问题是提供上述多孔聚合物微球的制备方法，所述制备方法为：聚合物溶液采用反溶剂蒸汽诱导相分离法使聚合物与溶剂发生相分离；同时由于聚合物结晶促进生成聚合物纳米片，相邻的聚合物纳米片发生自组装；在相分离和结晶自组装的协同作用下，形成了多孔聚合物微球(聚合物纳米片层间的间隙则形成了多孔结构)；其中，所述聚合物为半晶或结晶聚合物。

进一步，上述制备方法中，控制环境条件(如温度)既能促进所述聚合物分子链的运动与结晶，也能满足反溶剂持续稳定地挥发，使结晶与相分离发挥协同作用；并且，结晶诱导的自组装速率应大于相分离析出速率，确保结晶自组装完成后再通过相分离的作用使聚合物球完全析出。

进一步，所述聚合物选自：聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚乳酸中的至少一种。

进一步，所述聚合物溶液采用反溶剂蒸汽诱导相分离法使聚合物与溶剂发生相分离的过程中，所述溶剂与所述反溶剂能够混溶；这样才能使反溶剂能够进入溶剂体系改变聚合物在溶剂体系中的溶解度。

进一步，所述溶剂为在实验温度下挥发性弱的溶剂，从而使得反溶剂如水蒸气诱导的相分离占主导。优选的，所述溶剂选自：N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)或二甲基亚砜(DMSO)中的至少一种。

进一步，所述反溶剂选自：水、乙醇或丙醇中的至少一种。

进一步，所述聚合物溶液的质量浓度为1～50mg/ml，优选为30mg/ml。聚合物溶液即聚合物和溶剂形成的溶液。