[发明专利]一种利用RAFT聚合诱导自组装制备表面微相分离纳米粒子的方法

说明书

本发明公开了一种利用RAFT聚合诱导自组装制备表面微相分离纳米粒子的方法，属于纳米粒子制备技术领域。该制备方法为：通过可逆加成‑断裂链转移聚合（RAFT）制备一种亲水性的大分子链转移剂，再通过单羟基封端的大分子链和含有羧基的小分子链转移剂的酯化反应制备另一种疏水性的大分子链转移剂。利用两种不相容大分子链转移剂的配合使用，共同引发同一种单体发生聚合，随着聚合时间的变化，得到不同形貌的粒子。聚合后由于两种链转移剂在溶剂中溶解性的差异，直接诱导形成了表面微相分离的纳米粒子。表面微相分离的粒子能够储存、运输、释放多种化学上不相容的小分子，该类粒子在生物、医药、催化等很多领域有着广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及纳米粒子领域，具体涉及一种利用RAFT聚合诱导自组装制备表面微相分离纳米粒子的方法。

背景技术

嵌段共聚物自组装在高分子和纳米技术领域引起了广泛的关注，在众多嵌段共聚物组装体中，微相分离的纳米粒子因其结构的多级性与特异性成为了重要的研究方向。现今已经有多种形态的微相分离纳米粒子被制备出来了，其相分离的结构能够储存、运输、释放多种化学上不相容的小分子，该类粒子在生物、医药、催化等很多领域有着广阔的应用前景。但微相分离纳米粒子通常采用传统自组装来制备，这种制备方法存在两大不足而大大限制了实际应用：第一，制备过程复杂，影响纳米粒子形貌的因素多，可控性和重复性较差；第二，固含量通常低于1%，有时甚至低至0.01%。近几年来，基于活性/可控自由基聚合发展起来的聚合诱导自组装（PISA）给我们提供了一种高效制备纳米粒子的新方法。

PISA能在高浓度下形成形貌可控的高分子颗粒，操作简单，重复性好，适合工业化生产。通过PISA能得到不同的形貌，包括球形、蠕虫状和囊泡等。聚集体的形貌主要由成核链段的伸展程度、核壳之间的表面张力及壳层链段之间的排斥力来决定。嵌段共聚物的组成，或者说是憎溶剂链段与亲溶剂链段长度的比值对组装形成的聚集体形貌有着重要影响。当亲溶剂链段长度固定，憎溶剂链段由短变长时，组装形成的聚集体形貌经历了由球状到蠕虫结构、再到囊泡和复杂形貌的转变。制备微相分离的纳米粒子的方法可概括为以下三种：一是线性嵌段聚合物的自组装，特别是线型三嵌段 ABC 聚合物；二是非线性聚合物（例如星型聚合物）的自组装；三是混合嵌段聚合物的自组装，即将两种不同的共聚物在选择溶剂中混合，然后共同自组装为复杂的多相微区纳米粒子。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种利用RAFT聚合诱导自组装制备表面微相分离纳米粒子的方法，利用两种大分子链转移剂共同引发单体发生聚合，聚合过程中发生原位自组装生成纳米粒子，在聚合过程中间歇取样，不同的聚合时间得到了不同的形貌。由于两种大分子链转移剂在溶剂中溶解性的差异，生成的不同形貌的粒子都具有表面微相分离的结构，拓展了RAFT聚合诱导自组装制备表面微相分离纳米粒子的途径，且该制备过程简单，形貌可控，结构稳定，在制备微相分离纳米粒子方面具有广阔的应用前景。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种利用RAFT聚合诱导自组装制备表面微相分离纳米粒子的方法，包括以下步骤：

（1）以亲水单体为原料，通过RAFT聚合制备亲水性大分子链转移剂；

（2）以单羟基封端的大分子链和含羧基的小分子链转移剂为原料，利用二者之间的酯化反应制备疏水性大分子链转移剂；

（3）将步骤（1）所得亲水性大分子链转移剂和步骤（2）所得疏水性大分子链转移剂分散到溶剂中，再加入单体，引发剂，通氮气除氧后加热搅拌，在溶剂中发生RAFT聚合反应，得到表面微相分离纳米粒子分散液。

优选的，步骤（1）所述的亲水单体为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯。

优选的，步骤（1）所述的亲水性大分子链转移剂的聚合度为60。

优选的，步骤（2）所述的大分子链为聚合度为46-110的单羟基封端的聚二甲基硅氧烷，进一步优选聚合度为60。