[发明专利]一种均一粒径高分子微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种均一粒径高分子微球的制备方法，涉及高分子微球领域，其技术方案要点是：通过在种子微球中引入丙烯酰胺类物质与苯硼酸类物质反应，再聚合生成新的热敏感新化合物来活化种子，种子微球再溶胀可聚合单体、交联剂、致孔剂、引发剂等，升温到聚合温度进行聚合，得到均一粒径的高分子微球，此方法具有种子微球设计简单，总反应时间短，溶胀倍数高，回收率高等优点，降低了生产成本和降低了对环境的污染，具有很高的市场应用价值。

技术领域

本发明涉及高分子微球领域，更具体地说，它涉及一种均一粒径高分子微球的制备方法。

背景技术

制备高分子微球的方法很多，如悬浮聚合法，种子溶胀法，分散聚合法等，悬浮聚合能够生成粒子的粒径可从 50 μm 到 1mm，但尺寸分布较宽，一般要经过分级处理才能使用，Ugelstad 等人发明了一种制备单分散、大粒径聚合物微球行之有效的新方法——二步溶胀法，用这种方法可以制得粒径为 1～100μm，标准偏差2％的多孔聚合物微球。

二步溶胀法的理论基础是使用一种能使种球颗粒的单体溶胀能力大幅度提高的水不溶性低分子量溶剂，通过溶胀活化作用使大小均匀的聚合物种子颗粒吸附能力增大，然后再用单体和引发剂等对活化种球进行溶胀，溶胀平衡后升温引发聚合，即可以得到大粒径单分散的聚合物微球，经抽提等后续处理之后，可在微球内部和表面得到多孔结构。

但上述二步溶胀法中，溶胀时需要加入丙酮作为助溶剂，那么种子微球极度脆弱，在溶胀过程中会出现不稳定、破裂、融合等问题，导致溶胀所需要的时间过长，难于工业化生产，限制了它的推广使用。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种均一粒径高分子微球的制备方法，通过在初级种子微球中引入热敏感的聚丙烯酰胺类高分子，在升温过程中(20-60℃)，聚丙烯酰胺类高分子分子链发生扭曲，从而导致聚苯乙烯高分子链在链分子间形成了空隙，形成了容纳小分子化学物质单体的空间，达到快速溶胀聚合单体的效果；同时，在溶胀的过程中聚丙烯酰胺类高分子会被待聚合单体压迫至微球表面，提供了相稳定界面，从而稳定了种子与溶胀进入聚合单体的稳定性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种均一粒径高分子微球的制备方法，包括以下步骤：（1） 溶胀单体制备：取等摩尔当量的丙烯酰胺类物质与苯硼酸类物质，在水相条件下或者乳化剂存在下反应，得到丙烯酰胺类物质与苯硼酸类物质配位形成的新化合物水溶液。

（2）活化种子微球的制备：将步骤（1）中的新化合物加入种子中，常温溶胀后，选用过硫酸钾或亚硫酸氢钠氧化还原引发体系，常温下引发新化合物在种子内进行聚合，得到均一粒径的活化种子微球，备用。

（3）油相制备：将单体V1、交联剂V2、致孔剂V3，乳化剂S1水溶液，混合在一起，用均质机常温均质2-30 min，在光学显微镜下观察最终的乳浊液中分散的油性小液滴直径小于5 µm，得到油相乳液。

（4）油相溶胀：将步骤（2）中得到的活化种子微球加入到反应瓶中，加上乳化剂S1水溶液，搅拌均匀，继续将步骤（3）得到的油相加入至反应瓶中，升温到60℃，溶胀1-50min。

（5）引发剂溶胀：将引发剂I1或引发剂I1与溶剂混合物、乳化剂S1、水混合后，乳化2-45min后加入到（4）中的反应瓶内。

（6）聚合：将稳定剂S2的水溶液加入到反应釜中，搅拌均匀后，升温至60-90℃，保温2-12h；反应结束后，降至室温，待清洗。

（7）清洗：将（6）中得到的聚合物微球，砂芯抽滤，并用溶剂清洗，即可得到粒径单分散微球。

优选地，所述丙烯酰胺类物质的结构为：其中R1为H或烷烃，R2为H或烷烃；所述苯硼酸类物质的结构为： 其中R1为H或烷烃；新化合物结构为：