[发明专利]多金属氧簇杂化聚合物微球的制备方法

摘要

本发明涉及一种多金属氧簇杂化聚合物微球的制备方法，包括用于包覆多金属氧簇的聚合阳离子表面活性剂的合成、聚合阳离子表面活性剂包覆多金属氧簇制得聚合复合物、聚合复合物与有机单体通过细乳液聚合制得杂化聚合物微球三个步骤。在制备过程中，聚合阳离子表面活性剂起到了关键性的作用，一方面通过静电包覆，在保持多金属氧簇自身功能特性不变的情况下，对其表面改性并转移有机单体液滴；另一方面通过聚合基团与聚合物链段共价相连，实现了多金属氧簇与聚合物基材在分子尺度的杂化，从而有效提高了杂化聚合物微球各组分之间的相容性，使最终的杂化微球具有良好的稳定性。本发明所得材料可应用于涂料制备、生物标记和催化等领域。

主权项

1.多金属氧簇杂化聚合物微球的制备方法，包括用于包覆多金属氧簇的聚合阳离子表面活性剂的合成、聚合阳离子表面活性剂包覆多金属氧簇制得聚合复合物、聚合复合物与有机单体通过细乳液聚合制得杂化聚合物微球三个步骤，其特征在于：(1)用于包覆多金属氧簇的聚合阳离子表面活性剂是通过酯化反应，将带有聚合基团的丙烯酰氯、α-甲基丙烯酰氯或对乙烯苯甲酸有机分子共价连接到烷基链长度为12～18个碳原子的羟基卤代烷或羟基胺上，生成含聚合基团的卤代烷或胺，再通过对含聚合基团的卤代烷或胺的季铵盐化，制得聚合阳离子表面活性剂；(2)聚合复合物是将聚合阳离子表面活性剂溶于有机溶剂中，浓度1～5毫克/毫升，将待包覆的多金属氧簇溶于水中，浓度1～5毫克/毫升；在搅拌状态下，将表面活性剂的有机溶液滴加到多金属氧簇的水溶液中，表面活性剂的总电荷数与多金属氧簇的总电荷数的比为0.85～0.95∶1，继续搅拌1～2小时后，用分液漏斗将有机相分出，有机相再用水洗2～5次，每100毫升加入0.2～0.5克无水硫酸钠干燥处理，最后过滤并蒸干溶剂得聚合复合物；(3)细乳液聚合过程包括预乳化、乳化、细乳化和聚合步骤，①预乳化是将0.1～0.2克聚合乳化剂和0.1～0.3克助乳化剂溶解在40～60毫升去离子水中，在200～500转/分钟的转速搅拌下，室温超声20～30分钟；②乳化是将0.01～0.1克聚合复合物和0.01～0.02克偶氮二异丁腈溶解在2～5克有机单体中，稍微加热或者超声以促进溶解，配制成预聚液；在室温下，将该预聚液在200～500转/分钟的转速搅拌下，滴加入步骤①制得的预乳化溶液中，滴加完毕后，继续搅拌15～20分钟；③细乳化是将步骤②制得的乳液在200～500转/分钟的转速搅拌下，室温超声15～20分钟获得细乳液；④聚合是将步骤③制得的细乳液，在200～500转/分钟的转速搅拌下，在70～80℃和氮气保护的条件下，聚合6～10个小时即得到杂化的聚合物微球