[发明专利]耐高温聚膦腈微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种有机微纳米领域的材料及其制备方法，具体是一种耐高温聚膦腈微球及其制备方法。

背景技术

近年来，随着纳米技术研究的不断深入和向各个领域的不断拓展，以及聚膦腈材料的优异性能，具有微纳米结构的聚膦腈材料日益得到了科研人员的关注。微纳米聚膦腈材料将微纳米材料的高比表面积易于有机修饰的性质相结合，获得了一些性能优异的微纳米材料。

聚合物微球材料应用十分广泛，如塑料添加剂，涂料，胶黏剂，建筑材料等。近年来，微纳米聚合物微球材料逐渐显示出在高端技术领域中的应用，例如固体电解质材料，膜材料，药物传输控释系统，微反应器，液晶材料，色谱柱填充材料等。以单体为原料制备高分子微球的方法主要由乳液聚合、无皂乳液聚合、悬浮聚合、微乳聚合、细乳液聚合、SPG膜乳化聚合、种子聚合、分散聚合、沉淀聚合等，但适合制备交联聚合物微球的方法仅有种子聚合、SPG膜乳化聚合和沉淀聚合等，其中沉淀聚合不需要加入表面活性剂等稳定剂，二是通过在聚合过程中刚性微球的弹性保证它们不相互粘连，进而得到稳定均一的聚合物微球。

聚膦腈微纳米材料是基于环交联型聚膦腈得到的一类新颖的有机无机杂化的微纳米材料，聚膦腈微纳米材料有着不同的形貌，其组成单元主要为有机成分，与各种高分子材料都有着良好的相容性和亲和力，相对于无机纳米材料有很多的优越性。而且聚膦腈微纳米材料还具备聚膦腈材料的易化学改性的优点，可以通过简单的亲核取代反应得到各种化学性质的表面等。

自Allcock于1965年合成出可溶聚二氯膦腈以来，聚膦腈已被广泛应用于固体电解质材料、阻燃材料、非线性光学材料、分离膜材料、生物材料等，Allcock等利用聚膦腈聚电解质的水凝胶制备了用于药物控制释放的微胶囊，在聚膦腈的侧链上连接对羧基苯酚等亲水性基团，以离子化交联的形式形成水凝胶，在包覆疫苗等蛋白质之后，可制成微胶囊膜材料等。最近Nicole L.Morozowich等首先报道了包含维他命侧基基团的聚膦腈的合成（Macromolecules，(2011)），能够激起细胞反应，在组织工程应用中具有很好的应用前景。

目前已有大量的线形，接枝和交联的聚膦腈材料被合成，而交联的聚膦腈微球仍然较为单一，其中朱路等的专利公开了一种交联聚膦腈微球的合成，但其中含有大量的弱键，导致其热性能不能满足某些高温场合的应用等弱点。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种耐高温聚膦腈微球及其制备方法，克服现有的聚合物微球制备方法及聚合物性能的缺点和不足，通过更加简单的方法合成出性能更好的聚合物微球。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种耐高温聚膦腈微球，其化学结构式如下式所示：

其中：微球的直径为600～1000nm，微球表面平整为实心结构。

本发明涉及上述交联聚膦腈微球的制备方法，通过将六氯环三膦腈、间苯三酚和三乙胺超声水浴环境下反应得到的产物洗涤后得到。

所述的六氯环三膦腈的浓度优选为0.1～5g/L，六氯环三膦腈和间苯三酚的摩尔比优选为1:1～1:3，六氯环三膦腈和三乙胺的摩尔比优选为1:6～1:16。

所述的超声水浴是指：在温度为10～60℃，功率为50～190W的超声水浴中，反应1分钟到3小时。

所述的洗涤是指：将产物用有机溶剂洗涤三次，再用去离子水洗涤三次，干燥后即得交联聚膦腈微球。

所述的有机溶剂为乙腈。

本发明交联聚膦腈微球具有由六氯环三膦腈和间苯三酚交联缩合的化学结构，在氮气气氛下的测得800℃时残留率约为70%，具有很好的热稳定性。本发明交联聚膦腈微球是一步法完成的，工艺简便易行，可在工业应用中大量制备。此交联聚膦腈微球可应用于：高效催化剂载体，阻燃材料，色谱柱填充材料，药物的控制和释放等。

附图说明

图1为交联聚膦腈微球的透射电镜照片。

图2为交联聚膦腈微球的扫描电镜照片。

图3为交联聚膦腈微球的场发射扫描电镜照片。

图4为交联聚膦腈微球的傅里叶变换红外光谱图。

图5为交联聚膦腈微球在氮气气氛下的热重曲线（TGA）。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1