[发明专利]一种表面阳离子聚苯乙烯微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种表面阳离子聚苯乙烯微球的制备方法，属于材料技术领域，其步骤包括：以苯乙烯为初始单体，乙醇/水为混合分散介质，加入引发剂、分散剂，在氮气氛围下反应，然后加入阳离子功能单体与乙醇/水介质混合物，继续反应，反应完成后洗涤、干燥，即得；本发明的体系具有较好的稳定性，Zeta电位值均在+25mV以上；制备过程简单，制备的功能聚苯乙烯微球具有良好的单分散性，微球粒径可调控，可以实现微球表面功能基团的高效富集，所制备的微球，粒径分布窄，变异系数为0.6％以下。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种表面阳离子聚苯乙烯微球的制备方法。

背景技术

阳离子聚苯乙烯微球是一种重要的功能材料，由于微球表面带有正电荷，可以和细胞膜接触杀死细菌，在很多领域都有广泛的应用，例如催化剂、涂料以及食品包装等方面。

目前制备阳离子聚苯乙烯微球的方法主要是采用乳液聚合法、无皂乳液聚合等。

其中，乳液聚合法，需使用乳化剂，虽然提高了聚合反应的稳定性，但是乳化剂在聚合过程中会被吸附到聚合物粒子表面或者被包裹在内部，难以满足对聚合物粒子纯净度的要求；

无皂乳液聚合法，是指聚合反应体系不存在乳化剂的条件下，利用引发剂或极性共单体，将极性或可电离的基团化学链接在聚合物上，使聚合物本身就具有表面活性的乳液聚合过程，已报道的用于苯乙烯的无皂乳液聚合的少量单体有甲基丙烯酸、丙烯酸类等，与乳液聚合相比，无皂乳液聚合法优化了乳化剂的后处理工艺，粒子表面洁净。

中国专利申请201110327414.1公开了一种粒径可控的单分散阳离子型聚苯乙烯微球的制备方法，该方法对苯乙烯进行处理后，与引发剂、可聚合分散稳定剂反应，然后洗涤即得，所得的微球粒径范围为100-1000nm，采用该方法制备的聚苯乙烯微球，只能作为载体使用，功能比较单一，而且，且粒径分布范围较宽；

中国专利申请200710098739.0公开了一种单分散性聚苯乙烯微球的粒径可控的制备方法，该方法对苯乙烯进行处理后，加入水和聚乙烯吡咯烷酮(作为稳定剂)混合均匀后，再加入过硫酸钾(作为引发剂)，然后洗涤即得，所得的微球粒径范围为250-1400nm，该专利是通过调整分散剂聚乙烯吡咯烷酮的浓度控制粒径，采用水溶性引发剂，制备的聚苯乙烯功能微球表面功能只能作为载体，仍然存在表面功能过于单一的缺陷。

现有技术披露了如果在聚苯乙烯微球表面含有正电荷季铵基团，即可使其具有抗菌等功能，从而实现微球功能化，但是，现有技术中没有很好的办法实现聚苯乙烯微球表面含有正电荷季铵基团。

发明内容

本发明的目的就在于通过制备一种功能阳离子功能单体实现阳离子聚苯乙烯微球的制备方法，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：

一种表面阳离子聚苯乙烯微球的制备方法，包括以下步骤：

1)以苯乙烯为初始单体，乙醇/水为混合分散介质，加入引发剂、分散剂，在氮气氛围下反应，水浴反应温度为60±1℃；

2)将阳离子功能单体与乙醇/水介质混合，加入到步骤1)反应物中，继续反应；

3)反应结束后，反应产物在乙醇的体积百分含量不低于75％的乙醇-水(水含量可以为零，即也可以采用无水乙醇)中超声分散洗涤、过滤、干燥，得到产品。

本发明通过自制的甲基丙烯酰氧基十二烷基二甲基溴化铵浓度调整阳离子功能单体与苯乙烯的比例实现粒径控制，并采用油溶性引发剂，制备的聚苯乙烯微球表面含有正电荷季铵基团实现表面功能化，并且，本发明的制备方法采用两步分散聚合、一锅法合成，方法简单易控。