[发明专利]包封有功能芯材的核-壳型聚合物微球的制备方法

说明书

本发明涉及包封有功能芯材的核‑壳型聚合物微球的制备方法，其包含：(1)油相制备步骤：将可聚合单体、功能芯材、交联剂、引发剂混匀，制备油相的步骤；(2)水相制备步骤：将稳定剂、助稳定剂、无机盐、阻聚剂、Janus粒子、去离子水混匀，制备水相的步骤；(3)乳化步骤：将所述步骤(1)得到的所述油相和所述步骤(2)得到的所述水相混合并乳化得到悬浮乳液的步骤；(4)聚合反应步骤：将所述步骤(3)得到的所述悬浮乳液在20～100℃温度下进行10～30小时聚合反应的步骤。通过采用本发明制备方法，能有效避免微球因聚合物来不及相分离至界面而出现的多核结构，使壁厚偏差减小，缺陷结构减少，获得包封性能优异的包封有功能芯材的核‑壳型聚合物微球。

技术领域

本公开属于聚合物微球制备技术领域，具体涉及包封有功能芯材的核-壳型聚合物微球的制备方法。

背景技术

核-壳型聚合物微球是一类具有核-壳结构且尺寸在数十纳米至数百微米的微球材料，其内部可以包封功能芯材(可以为固体、液体或者气体)，使其与外界环境隔绝。对于包封功能芯材的微球来说，聚合物壳的阻隔性能对于微胶囊可谓意义重大，优良的阻隔性能意味着对囊芯材料的良好保护。

悬浮聚合是制备核-壳型微球的一种常用聚合方法，将单体、引发剂、功能物质等混合以液滴状悬浮于水中进行自由基聚合。由于聚合形成的聚合物与功能物质不相容，导致相分离，聚合物迁移向界面形成壳，功能物质成为核。在原料固定的体系中，相分离状态与单体聚合速度有关，温度成为相分离状态的重要影响因素。

在工业化生产中，温度的分布不匀使得聚合速度与相分离速度不匹配，使得聚合物壳出现缺陷、薄弱结构，对囊芯的阻隔作用降低。

在一定的温度控制精度下，期望进一步提高得到的包封有功能芯材的核-壳型聚合物微球的聚合物壳的缺陷进一步减少，从而能够提高包封在核中的功能芯材的包封率。

发明内容

本发明人等通过深入研究后发现，通过在悬浮聚合体系的水相中添加特殊结构的Janus粒子，利用其与特定的可聚合单体形成的聚合物的相互作用来加快聚合物相分离至界面的速度，从而能够降低由于反应温度波动影响聚合速度导致的聚合物壳的结构缺陷，构造对芯材的阻隔性能优异的包封有功能芯材的核-壳型聚合物微球。

具体地，本发明提供下述的技术方案：

本发明提供一种包封有功能芯材的核-壳型聚合物微球的制备方法，其包含下述步骤：

(1)油相制备步骤：将可聚合单体、功能芯材、交联剂、引发剂混匀，制备油相的步骤；

(2)水相制备步骤：将稳定剂、助稳定剂、无机盐、阻聚剂、Janus粒子、去离子水混匀，制备水相的步骤；

(3)乳化步骤：将所述步骤(1)得到的所述油相和所述步骤(2)得到的所述水相混合并乳化得到悬浮乳液的步骤；

(4)聚合反应步骤：将所述步骤(3)得到的所述悬浮乳液在20～100℃温度下进行10～30小时聚合反应的步骤；

所述步骤(1)中，所述可聚合单体含有腈系单体；

所述步骤(2)中，所述Janus粒子为在一侧接枝有聚丙烯腈或丙烯腈-(甲基)丙烯酸酯系共聚物，在另一侧接枝有丙烯酸或丙烯酸-丙烯酰胺共聚物的双亲性纳米粒子。

有益效果

通过采用本发明的包封有功能芯材的核-壳型聚合物微球的制备方法，在悬浮聚合体系的水相中添加特定的Janus粒子，促进特定的含有腈系单体的可聚合单体形成的聚合物相分离，能有效避免微球因聚合物来不及相分离至界面而出现的多核结构，使壁厚偏差减小，缺陷结构减少从而获得包封性能优异的包封有功能芯材的核-壳型聚合物微球。