[发明专利]一种多孔聚合物材料及其制备方法和用途

说明书

本发明提供一种多孔聚合物材料及其制备方法和用途，所述多孔聚合物材料的制备方法包括如下步骤：将氯化钙水溶液加入到含有单体、交联剂、大分子表面活性剂和引发剂的混合溶液中形成高内相乳液，同时所述高内相乳液进行聚合反应获得多孔聚合物；所述单体为甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯，所述大分子表面活性剂为聚苯乙烯‑b‑聚乙二醇‑b‑聚苯乙烯三嵌段共聚物，引发剂为偶氮二异丁腈，交联剂为二乙烯基苯；所述高内相乳液是指氯化钙水溶液的体积分数为74％以上的乳液。本发明技术方案实现了由嵌段共聚物稳定高内相乳液模板制备的多孔聚合物的路线，所合成的多孔聚合物材料因具有高孔隙率、低密度的特性，使得这一聚合物可用于吸附分离等领域。

技术领域

本发明涉及高聚物工程领域，特别是涉及具有高孔隙率的聚甲基丙烯酸甲酯基和聚苯乙烯基多孔材料及其制备方法。

背景技术

多孔聚合物由于其比表面积大、化学稳定性高、骨架密度低等特点受到广泛关注。其中，聚甲基丙烯酸甲酯及聚苯乙烯基多孔材料具有极好的生物相容性且易化学改性，在吸附、分离、生物材料，尤其在组织工程方面大量应用。

通常合成多孔聚合物的方法有呼吸图法(breath-figure method)、层层组装法(Layer-by-Layer assembly)和高内相乳液模板法(high phase emulsion template)等。目前，高内相乳液模板法因其操作简单，通过简单的调控即可实现对材料结构的预先控制的优点，广泛应用于制备聚合物多孔材料，由此方法制备的多孔材料通常称为polyHIPE。高内相乳液中，由于分散相含量很高(体积分数≥74％)，液滴间的连续相层很薄，易破裂并造成液滴聚并，从而导致乳液失稳。在影响高内相乳液稳定性的因素中，表面活性剂的种类和用量为主要影响因素。可用于稳定高内相乳液的表面活性剂主要有小分子表面活性剂、固体纳米粒子和两亲性嵌段共聚物等。其中两亲性嵌段共聚物相较于其他两种大分子表面活性剂，在界面稳定和生物相容性方面更具优势，且由于其特殊的空间排布，在使其在高内相乳液的制备过程中不仅可作为表面活性剂用于稳定乳液，还能实现对材料的表面修饰作用。这种独特的性能使得嵌段共聚物在制备高内相乳液方面具有广泛的应用前景。

然而，由于聚合单体(即，甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯)本征属性如粘度、水溶性等的差异，导致合成这两类多孔聚合物往往需要专门设计特定的两亲性嵌段共聚物用于稳定乳液模板。因此，设计一类具有商业前景且能够同时稳定不同类型聚合物单体乳液的两亲性嵌段共聚物，并基于此制备不同类型的多孔聚合物材料非常具有吸引力。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多孔聚合物材料及其制备方法和用途，用于解决现有技术中多孔聚合物不易制备以及制备方法存在的表面活性剂用量大、乳液不稳定的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过包括以下技术方案获得的。

本发明提供一种多孔聚合物材料的制备方法，包括如下步骤：将氯化钙水溶液加入到含有单体、交联剂、大分子表面活性剂和引发剂的混合溶液中形成高内相乳液，同时所述高内相乳液进行聚合反应获得多孔聚合物；所述单体为甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯，所述大分子表面活性剂为聚苯乙烯-b-聚乙二醇-b-聚苯乙烯三嵌段共聚物，引发剂为偶氮二异丁腈，交联剂为二乙烯基苯；所述高内相乳液是指氯化钙水溶液的体积分数为74％以上的乳液。

根据上述所述的制备方法，所述单体与所述交联剂的体积比为(6～12)：1，优选为9:1。

根据上述所述的制备方法，所述大分子表面活性剂的用量为所述单体质量为5wt％～15wt％，优选为15wt％。

根据上述所述的制备方法，所述引发剂的用量为所述单体质量的0.5wt％～3.5wt％，优选为1wt％。

根据上述所述的制备方法，所述混合溶液与氯化钙水溶液的体积比为1：(9～20)，优选地，所述混合溶液与所述氯化钙水溶液的体积比为1:19。