[发明专利]一种双亲性共聚物自组装胶束乳化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双亲性共聚物自组装胶束乳化剂的制备方法，通过分子设计合成具有特殊功能性的高分子，通过自组装得到具有环境响应性的胶束，可以用作乳化剂，属于高分子材料技术领域。

背景技术

乳化剂在食品、制药、化妆品、涂料、能源等领域有着广泛的应用。然而现有乳化剂多是小分子表面活性剂，由于其不稳定性及可迁移的特点，使得它在食品安全卫生领域存在着致命缺陷。近年来，随着纳米技术的飞速发展，颗粒乳化剂逐渐体现出其优异的性能，吸引了越来越多研究者的目光。

早在20世纪初，Pickering就认识到微细固体颗粒可以作为乳化剂，他用硫酸铜、硫酸铁乳化稳定水和石蜡体系。20世纪80年代初，固体颗粒乳化剂开始应用于护肤品配方中，主要应用于无化学乳化剂的抗过敏配方及防晒产品配方中。近年来，B.P.Binks等人对固体颗粒乳化剂乳化机理的研究以及S.Fujii、S.P.Armes等人对环境响应性颗粒乳化剂的研究，都促进了该类乳化剂理论和应用的长足发展。

由于固体颗粒乳化剂一般要先得到纳米级颗粒，已经应用研究的包括无机固体颗粒、聚合物固体颗粒及固体脂质颗粒，然后在对颗粒进行表面改性，以得到系列合适的乳化剂。但前一步骤就涉及诸多问题，如纳米颗粒的分散、稳定等等，同时，尤为重要的是，对颗粒表面的功能化——使颗粒乳化剂具有环境响应性极为困难。然而，如果采用双亲性聚合物的自组装技术，就可以从根本上简化颗粒乳化剂的制备过程，而且还可以从自组装过程中，精确控制最终得到的胶束颗粒的粒径以及其表面性能，同时，可以从分子设计的角度来获得最终具有特殊功能的胶束乳化剂。

所谓自组装，是指双亲性聚合物分子在氢键、静电相互作用、范德华力等弱相互作用力推动下，自发构筑成具有特殊结构和形状的聚集体的过程。本发明所采用的聚合物是简单易得、已能工业化生产的双亲性无规共聚物或交替共聚物，通过组装可以获得表面双亲性、粒径以及形态可调的胶束，通过光敏基团的光二聚反应，可以进行核(或壳)交联从而得到性能稳定的乳化剂；同时，还可以通过对分子结构的设计，经自组装之后得到具有特殊功能性的双亲性颗粒，诸如pH值敏感性、温敏性、电解质敏感性以及光敏感性。因此，可以通过环境刺激改变颗粒表面接触角，颗粒形态等，达到控制乳液的目的，从而增加该功能乳化剂的潜在应用范围。

发明内容

本发明的目的是提供了一种双亲性共聚物自组装胶束乳化剂的制备方法，针对现有颗粒乳化剂制备上的不足和无法方便地功能化，提供一种简便的、又能精确控制的方法，即以双亲性共聚物通过自组装技术来制备双亲性胶束乳化剂。

本发明的另一目的还在于从分子设计角度和自组装过程来控制胶束乳化剂，它可以具有特殊功能性以及环境刺激响应性等特点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种双亲性共聚物自组装胶束乳化剂的制备方法，其工艺为：

(1)制备双亲性共聚物：双亲性共聚物由亲水单体和疏水单体共聚，或几种不同类型的亲水单体共聚、或几种不同类型的疏水单体共聚得到；

所用亲水性单体选自：

(a)马来酸酐、(甲基)丙烯酸、对乙烯基苯甲酸；

(b)4-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶、(甲基)丙烯酸-2-(二甲氨基)乙酯、二乙胺乙基甲基丙烯酸酯；

(c)对乙烯基苯磺酸、(甲基)丙烯酰乙氧基三甲基氯化铵、(甲基)丙烯酰胺、N，N`-二甲基丙烯酰胺、N-二甲胺乙基甲基丙烯酰胺；

(d)(甲基)丙烯酸羟乙(丙)酯、N-异丙基丙烯酰胺等；

所用疏水性单体选自：

(e)苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯类、醋酸乙烯酯；

(f)(甲基)丙烯酰乙氧基肉桂酸酯、4-甲基-7-对乙烯基苯亚甲氧基香豆素；

由两种或两种以上不同类型的单体通过普通自由基溶液聚合、自由基分散聚合、自由基乳液聚合、或自由基沉淀聚合的共聚方法，制备双亲性共聚物；