[发明专利]一种功能化高分子微球的制备方法

说明书

一种功能化高分子微球的制备方法属于功能高分子制备技术领域。本发明以油溶性多官能度丙烯酸酯单体、聚乙烯亚胺和光引发剂为原料，多官能度丙烯酸酯单体、光引发剂、聚乙烯亚胺和水溶剂的重量配比为100：(1～5)：(5～20)：(500～2000)。体系混合均匀后先在高速分散机作用下乳化，乳化后进行紫外光光照可得到多官能度丙烯酸酯的高分子微球。然后再与聚乙烯亚胺发生迈克尔加成反应，得到表面修饰上活性伯胺基和仲胺基的功能高分子微球。本发明得到表面氨基化的功能高分子微球，反应能耗较低，反应速率和反应产率可以通过时间调节。高分子微球的粒径在2μm‑100μm范围内可调，聚乙烯亚胺既做微球聚合形成过程当中的稳定剂，又做微球改性过程中的改性剂。

技术领域

本发明属于一种制备表面氨基化的功能高分子微球的方法，属于功能高分子技术领域。

背景技术

高分子微球是指直径在数十纳米到数百微米尺度范围内的高分子粒子。小的粒子尺寸和体积使得整个粒子作为微反应器时对外界刺激具有响应性和快的反应速率。大的比表面积和粒径可控的等特点使得高分子微球在生物医药，电子信息，涂料，水处理等领域方面具有特殊而重要的应用。

高分子微球可通过乳液聚合、沉淀聚合和本体聚合等聚合手段合成得到。乳液聚合的缺点是产品中乳化剂不易去除干净，容易影响产品的最终性质。沉淀聚合的缺点是微球产率低，溶剂使用量大，不满足环保要求。并且传统的聚合工艺都需要较高的反应温度，且反应时间较长，不利于能源的节约。悬浮聚合和乳液聚合制备出的产品由于含有难清除的助剂(分散剂或乳化剂)，容易给产品品质，性能以及后加工带来不良影响。本发明结合悬浮聚合和光聚合的工艺，简单，先快速制备出高产量的高分子微球。同时将支化聚乙烯亚胺作为微球悬浮聚合制备过程中的稳定剂，和后期微球功能化过程的表面修饰剂，从而简单合理的制备出纯度较高的功能高分子微球。

实际应用于工业生产生活当中的高分子微球往往需要先对高分子微球表面进行合理必要的改性，使得高分子表面具有所需要的活性基团。传统的高分子微球改性方法流程复杂，工艺繁琐，且带来额外的溶剂污染。本发明采用的支化聚乙烯亚胺修饰多官能度丙烯酸酯高分子微球的办法，利用悬浮聚合过程的分散剂作为后续改性步骤中的表面改性剂，制备出的高分子微球产品纯度高。整个流程过程简单，设计合理，反应能耗低，不使用有机溶剂，适合于规模化的工业生产。

发明内容

本发明的目的：为了克服现有技术存在的不足，提供一种简单，快捷，绿色环保的功能化高分子微球的合成方法。此方法合成功能化高分子微球的全过程当中，制备工艺简单高效，没有使用任何有机溶剂，适用于工业化生产。

本发明的技术方案是：一种简便，环保的功能高分子微球制备方法。特征在于以水作为反应介质，以油溶性多官能度丙烯酸酯、光引发剂、支化聚乙烯亚胺为原料制备出丙烯酸酯高分子微球，再利用支化聚乙烯亚胺和高分子微球的迈克尔加成反应得到。

反应过程如下：

A:先将光引发剂完全溶解于油溶性多官能度丙烯酸酯单体当中，与水混合后在分散机中乳化1min-30min，然后加入质量分数为5％-50％的支化聚乙烯亚胺溶液，多官能度丙烯酸酯单体、光引发剂、支化聚乙烯亚胺和水的重量配比为100：(1～5)：(5～20)：(500～2000)。然后在紫外灯的照射下反应5min-90min，所得产物经洗涤、离心、干燥得到高分子微球，微球粒径在2μm-100μm。

B：将所得高分子微球与质量分数为10％-90％的支化聚乙烯亚胺溶液混合均匀，通氮气5-20min，在氮气的气氛保护下，于60℃-100℃的温度下加热1h-10h。所得产物经洗涤、离心、干燥得到表面氨基化的功能高分子微球。

所述多官能度丙烯酸酯单体为多官能度的油溶性丙烯酸酯单体，聚氨酯丙烯酸酯,环氧丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯，聚醚丙烯酸酯当中的一种或几种的混合物。

所述的光引发剂为目前商业化的油溶性光引发剂。