[发明专利]一种大粒径三聚氰胺甲醛树脂微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种大粒径三聚氰胺甲醛树脂微球的制备方法，涉及树脂微球制备技术领域，本发明提供的制备方法操作简单且用时短，通过调节预聚液在反应介质中的浓度、反应pH﹑不同的反应介质及搅拌速度就能实现对微球粒径的可控，且可调控粒径在0.35‑9.0μm，调控范围大且可精确调控；树脂微球由于其球形规则、表面光滑和比表面积大，可以被广泛应用于多个技术领域中。由于产品的最终性能依赖于微球的粒径和粒径分布，因此本发明提供的粒径分布窄且粒径可调范围大的树脂微球的合成方法具有重要的现实和理论意义。

技术领域：

本发明涉及树脂微球制备技术领域，具体涉及一种大粒径三聚氰胺甲醛树脂微球的制备方法。

背景技术：

三聚氰胺甲醛树脂微球是一种十分重要的具有广泛用途的聚合物材料，属于高分子微球的一种，广泛地用作催化剂载体、药物载体、吸附分离材料、碳材料基体、模板剂等。

三聚氰胺甲醛树脂微球具有以下特点：(1)尺寸和体积小，小体积可以使微球在受到刺激时快速响应；(2)比表面积大，具有较大比表面积的微球可以更好的应用在吸附、解吸、化学反应、光散射等领域；(3)高扩散性和高流动性，聚合物乳液具有较低的粘度和较高的流动性；(4)分散稳定，尺寸均一稳定性好；(5)多样性，通过不同种类的制备方法，可以制备出在尺寸、表面化学、组成、表面结构、形态等不同方面的多种多样的微球；(6)具有相对较高的密度，相比较其他聚合物材料其密度较高，其密度为1.51g·cm^-3(聚苯乙烯为1.05g·cm^-3，聚甲基丙烯酸甲酯为1.19g·cm^-3)；(7)具有相对较高的折射率，其折射率为1.68(聚苯乙烯为1.59，聚甲基丙烯酸甲酯为1.48)；(8)具有阳离子表面；(9)耐光耐热耐沸水耐老化；(10)具有良好的绝缘性具有良好的耐刻蚀性具有良好的力学性能。三聚氰胺甲醛树脂微球具有多种优异特性，因此被广泛用于模板﹑检测﹑负载等各个领域。

对于聚合物微球来说，形貌、尺寸和单分散性对其在能量存储、生物检测和光学等方面的应用起着重要作用。反应中的各种因素，包括反应介质﹑pH﹑反应溶液浓度﹑搅拌速度等对微球的形貌和粒径都存在影响。三聚氰胺甲醛树脂球在颗粒模板，光学传感，活性材料包封和其他新兴技术(尤其是生物医学领域)中的各种应用而受到广泛关注，这些应用的成功需要使用具有精确控制的尺寸和可改变的表面性能的单分散微球。

单分散的聚合物球可以通过各种方法制备，其中大多数可分为两类。一种是通过非均相聚合(例如乳液聚合，悬浮聚合，分散聚合和沉淀聚合)将单体直接聚合成胶体球。另一个是将合成的或天然的聚合物制成胶体球(例如膜乳化，微流体乳化和滴加工艺)。但是，这些经典的制备过程仍然存在一些问题。首先，一般情况下一种方法只能提供平均尺寸在相对狭窄范围内的产品。例如，乳液聚合可以制备平均直径为100nm至500nm的单分散聚合物球，而分散聚合主要用于制备平均直径大于1mm的聚合物球。当需要具有不同平均尺寸的聚合物球时，可能需要不同种类的制备方法。其次，制备具有精确控制的粒径分布的单分散聚合物球通常需要使用高度纯化的反应物和精确控制的反应条件，否则将获得较宽的产品尺寸分布。第三，由非均相聚合方法制备的非交联聚合物材料，例如聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯，对有机溶剂和热处理较为敏感。这些材料浸泡在有机溶剂中后可能会溶胀或收缩，从而导致其形态和机械强度下降。因此，它们在特定情况下的应用受到限制。

相比之下，衍生自酚(三聚氰胺或尿素)和醛的缩聚反应的酚醛和氨基树脂聚合物是高度交联的，热稳定的，并且在极性和非极性溶剂中不会溶胀。这些聚合物通常被用作碳材料的优异前体。但是由于它们独特的缩聚机理，这些材料的胶体球无法通过普通的非均相聚合工艺制备。而且由于它们的高度交联的分子结构，这些聚合物材料不能容易地制成胶体球。因此，我们需要一种容易的方法来制备可以严格控制尺寸和表面性质的高度交联的单分散的树脂聚合物球。