[发明专利]一种基于互穿网络结构的CO2响应型聚合物微球及其制备方法

说明书

本发明所述基于互穿网络结构的CO₂响应聚合物微球的制备方法：(1)将化合物A与交联剂溶于去离子水中得到溶液Ⅰ，将引发剂溶于去离子水中得到溶液Ⅱ，在室温下分别向两种溶液中持续通氮气除氧；将乳化剂溶于有机溶剂中得到乳化剂溶液；在N₂保护下将除氧后的溶液Ⅰ和溶液Ⅱ同步滴加到乳化剂溶液中，40～80℃下搅拌反应；(2)将骨架聚合物微球与化合物B、交联剂、引发剂、去离子水混合后，于常温下溶胀得到溶胀混合物，将乳化剂溶于有机溶剂中得到乳化剂溶液，将溶胀混合物与乳化剂溶液混合均匀，在N₂保护、40～80℃条件下搅拌反应。本发明方法能提高CO₂响应型聚合物微球的分散性和CO₂响应性，且使CO₂响应性可控。

技术领域

本发明属于智能高分子微球领域，涉及一种CO₂响应型聚合物微球及其制备方法。

背景技术

智能高分子微球是一种能够感知外界环境变化，并通过自我响应调整而实现性能及尺寸变化的新材料。CO₂作为一种温室气体，不仅廉价易得，而且也是一种生物细胞代谢产物，具有很好的生物相容性和膜渗透性，将其作为刺激响应因子不仅操作简单，成本低廉，而且不会给体系带来新的污染，在药物控释、生物传感、能源环保、石油开采等领域都有具有潜在应用价值。目前CO₂气体刺激响应聚合物微球的制备主要包括两种途径：第一种是先制备微球，然后将CO₂响应单体在微球表面进行接枝共聚；第二种是通过自由基均聚或共聚方式直接制备CO₂响应型微球。第二种途径制备过程简便，更符合聚合物合成工艺的实际要求，有利于规模化生产，但存在因微球粘结抑制其响应性能的缺陷。因此，研究一种新的合成路线来制备具有优良分散性及CO₂响应性能，且CO₂响应性能可控的智能微球具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于互穿网络结构的CO₂响应型聚合物微球及其制备方法，以提高CO₂响应型聚合物微球的分散性和CO₂响应性，且使CO₂响应性可控。

本发明所述基于互穿网络结构的CO2响应型聚合物微球的制备方法，步骤如下：

(1)将10～15质量份化合物A与0.02～0.8质量份交联剂溶于去离子水中得到溶液Ⅰ，将0.05～0.5质量份引发剂溶于去离子水中得到溶液Ⅱ，在室温下分别向两种溶液中持续通入氮气以去除氧气；将0.2～1.0质量份乳化剂溶于有机溶剂中得到乳化剂溶液；在N₂保护下将除氧后的溶液Ⅰ和溶液Ⅱ同步滴加到乳化剂溶液中，溶液Ⅰ和溶液Ⅱ滴加完后，在N₂保护、 40～80℃条件下搅拌反应1～7h，反应结束后分离出反应所得微球，用乙醇和去离子水交替洗涤微球去除杂质后真空干燥，得到骨架聚合物微球；

所述化合物A的结构式为：

上述结构式中，R₁为H、-CH₂CH₃或-CH(CH₃)₂；

(2)将步骤(1)所得骨架聚合物微球0.5～2.0质量份与1.0～5.0质量份化合物B、0.01～ 0.05质量份交联剂、0.02～0.05质量份引发剂和去离子水混合后，于常温下溶胀0.5～5h得到溶胀混合物，将0.8～2.0质量份乳化剂溶于有机溶剂中得到乳化剂溶液，将溶胀混合物与乳化剂溶液混合，在N₂保护、40～80℃条件下搅拌反应1～15h，反应结束后分离出反应所得微球，用乙醇和去离子水交替洗涤微球去除杂质后真空干燥，即得具有互穿网络结构的CO₂响应型聚合物微球；

所述化合物B的结构式为