一種溫度及pH值雙重響應性微凝膠的制備方法技術

本發明專利技術涉及一種溫度及pH值雙重響應性微凝膠的制備方法，包括：（1）將N-異丙基丙烯酰胺、4-乙烯基吡啶、交聯劑、乳化劑混合，并完全溶于去水中；（2）將上述溶液加熱穩定，同時通氮氣除氧，加入引發劑，氮氣保護下，反應，透析，即得粒徑均勻的溫度及pH值雙重響應性微凝膠。本發明專利技術合成路線簡潔，工藝流程短，反應條件溫和，毒性低，易于工業化，進一步降低了成本所用聚合單體來源豐富，價格低廉，成本較低；通過控制兩共聚單體的投料比得到一系列不同相轉變溫度的高分子材料；所得溫度及pH值雙重響應性微凝膠粒徑均勻，表面光潔，溫度及pH響應快速，效果明顯。

【技術實現步驟摘要】
一種溫度及PH值雙重響應性微凝膠的制備方法
本專利技術屬于微凝膠的制備領域，特別涉及。
技術介紹
新材料是諸多聞新技術的物質基礎和關鍵技術，新材料本身又是聞新技術廣品， 因此世界各國都極為重視新材料的研發和應用。智能材料是指能夠對周圍環境的變化作出相應響應的新材料，在現代社會的各個領域中都具有極大的應用前景。智能材料的分類方法有很多種，根據材料的來源，智能材料包括金屬系智能材料、無機非金屬系智能材料以及高分子系智能材料。智能高分子材料是其中的一類，所謂智能高分子就是當受到外界環境的物理、化學乃至生物信號變化刺激時，自身的某些物理或者化學性質會發生相應變化的聚合物，也常被稱為“刺激響應性聚合物”或“環境敏感性聚合物”等。刺激響應型聚合物中，溫度以及PH響應型聚合物由于其實現條件簡單而倍受青睞。聚(N-異丙基丙烯酰胺)，它在水溶液中大約32° C具有一個可逆的相轉變溫度， 稱之為較低臨界溶解溫度(LCST)。當外界溫度低于其LCST時，聚(N-異丙基丙烯酰胺)是水溶性的，表現為伸展的鏈構象；而當外界溫度升高到其LCST以上時，聚(N-異丙基丙烯酰胺)的鏈發生收縮，經歷相轉變成為不溶的、疏水性的聚集體，聚(N-異丙基丙烯酰胺)的這種特殊的熱敏感性已經被應用于藥物的控制釋放、固定化酶和免疫分析等多方面。聚 (4-乙烯基吡啶)是一種聚陽離子，能很好的溶解于酸性環境中，但在pH超過5以上卻是不溶于水的，因而是一種PH敏感聚合物，可以預見同時具有聚(N-異丙基丙烯酰胺)和聚 (4-乙烯基吡啶)的共聚物在水溶液中能同時具有溫度和pH值響應性，因此可以作為環境敏感型智能材料得以應用。乳液聚合是指在水相或其他液體作為介質的乳液中按照膠體機理或低聚物機理生成的彼此孤立存在的乳膠顆粒，然后在其中進行自由基加成聚合或離子加成聚合生產聚合物的一種方法，乳液聚合以水為介質的特點代表了當今由溶劑型產品向水性產品轉換的發展方向，從而賦予了乳液聚合技術及其應用強大的生命力。鑒于以上原因，通過乳液聚合制備溫度及pH值雙重響應性微凝膠的研究顯得意義重大，目前的研究文獻以及專利，刺激響應性聚合物存在制備過程復雜，實驗條件過高， 工業化困難等不足等缺點。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供，該方法合成路線簡潔，工藝流程短，反應條件溫和，毒性低，易于工業化，進一步降低了成本所用聚合單體來源豐富，價格低廉，成本較低；通過控制兩共聚單體的投料比得到一系列不同相轉變溫度的高分子材料；所得溫度及pH值雙重響應性微凝膠粒徑均勻，表面光潔，溫度及PH響應快速，效果明顯。本專利技術的，包括(I)將N-異丙基丙烯酰胺和N, N'-亞甲基雙丙烯酰胺有機溶劑中回流除雜， 4-乙烯基吡啶減壓蒸餾除去阻聚劑，過硫酸鉀在去離子水中重結晶；(2)將N-異丙基丙烯酰胺、4-乙烯基吡啶、交聯劑、乳化劑混合，并完全溶于水中； 其中N-異丙基丙烯酰胺、4-乙烯基吡啶的物質的量之比為1:1 1:100 ;交聯劑及乳化劑投料量占聚合單體物質的量百分比為1% 10% ；(3)將上述溶液加熱到3(T130°C穩定l(T60min，通氮氣除氧，加入引發劑，氮氣保護下，3(Tl30°C條件下，反應O. 5 10h，透析，即得溫度及pH值雙重響應性微凝膠，其中引發劑占聚合單體物質的量百分比為O. 5% 5%。所述步驟(I)中所述的有機溶劑為甲苯、二甲苯、正己烷、吡唆、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亞砜、丙酮、N，N-二甲基乙酰胺中的一種。所述步驟(2)中的交聯劑為N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺、N，N'-雙(羥甲基)尿素、 乙二胺、聚乙二醇、乙二醇、二環氧甘油醚、甘油中的一種。所述步驟(2)中的乳化劑為十六烷醇、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、聚氧化乙烯烷基芳基醚、司盤80、司盤60、硬脂酸鈉中的一種。所述步驟(3)中引發劑為N，N' -二甲基苯胺、過硫酸鉀、過硫酸銨、偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰、四氯化鈦中的一種。所述步驟(3)中透析袋截留分子量為3000 14000，透析時間為I 飛天。所述步驟(3)中所得的溫度及pH值雙重響應性微凝膠的相轉變溫度為32 50。。。所述步驟(3)中所得微凝膠冷凍干燥得微凝膠粉末。本專利技術的，將N-異丙基丙烯酰胺、 4-乙烯基吡啶、交聯劑，乳化劑以一定比例混合，并完全溶于去離子水中，加熱反應單體溶液至一定溫度，并保持一定時間，通入氮氣除氧，加入引發劑，在氮氣保護下，于30 130°C 下反應若干小時得到聚合物乳液，最后將上述聚合物乳液置于傾入透析袋內，去離子水透析2 7天，即可得到粒徑均勻的溫度及pH值雙重響應性微凝膠。有益效果(I)本專利技術制備方法簡單，反應條件溫和，設備簡單易控，操作簡便易行，所得納米微凝膠尺寸可控、均勻，穩定性好，易于工業化；(2)本專利技術所用聚合單體來源豐富，價格低廉，成本較低；(3)本專利技術所得溫度及pH值雙重響應性微凝膠粒徑均勻，表面光潔，溫度及pH響應快速，效果明顯；(4)本專利技術通過控制兩共聚單體的投料比得到一系列不同相轉變溫度的高分子材料；(5)本專利技術制備的雙重響應性微凝膠可應用于裝飾涂料、藥物靶向輸送、乳液粘合劑、生物分離和織物處理等領域。附圖說明圖I為本專利技術制備的溫度及pH值雙重響應性微凝膠掃描電鏡圖2為實施例2中微凝膠流體力學直徑隨溫度變化趨勢圖(pH=7)；圖3為實施例2中微凝膠流體力學直徑隨pH值變化趨勢圖(溫度25°C )。具體實施方式下面結合具體實施例，進一步闡述本專利技術。應理解，這些實施例僅用于說明本專利技術而不用于限制本專利技術的范圍。此外應理解，在閱讀了本專利技術講授的內容之后，本領域技術人員可以對本專利技術作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。實施例IN-異丙基丙烯酰胺11. 3g、4_乙烯基卩比唳10. 5g, N, N'-雙(輕甲基)尿素Ig,十二烷基苯磺酸鈉I. 2g混合，并完全溶于去離子水中；將上述反應單體溶液加熱至60°C，并保持30分鐘，同時通入氮氣除氧，加入過二硫酸鉀O. Sg，在氮氣氣氛保護下，于60°C下反應6 小時得到聚合物乳液；將上述聚合物乳液置于傾入截留分子量為8000的透析袋內，去離子水透析4天，即可得到粒徑均勻的溫度及pH值雙重響應性微凝膠。實施例2N-異丙基丙烯酰胺11. 3g、4_乙烯基吡啶5. 3g，N，N'-雙(羥甲基)尿素O. 7g， 十二烷基苯磺酸鈉I. Og混合，并完全溶于去離子水中；將上述反應單體溶液加熱至50°C， 并保持30分鐘，同時通入氮氣除氧，加入過二硫酸鉀O. 6g，在氮氣氣氛保護下，磁力攪拌， 于50°C下反應6小時得到聚合物乳液；將上述聚合物乳液置于傾入截留分子量為8000的透析袋內，去離子水透析6天，即可得到粒徑均勻的溫度及pH值雙重響應性微凝膠。實施例3N-異丙基丙烯酰胺11. 3g、4_乙烯基吡啶2. 4g，N，N'-雙(羥甲基)尿素O. 4g， 十二烷基苯磺酸鈉O. 7g混合，并完全溶于去離子水中；將上述反應單體溶液加熱至80°C， 并保持40分鐘，同時通入氮氣除氧，加入過二硫酸鉀O. 5g，在氮氣氣氛保護下，磁力攪拌， 于80°C下反應4小時得到聚合物乳液；將上述聚合物乳液置于傾入截留分子量為8000的透析袋內，去離子水透析4本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種溫度及pH值雙重響應性微凝膠的制備方法，包括：（1）將N?異丙基丙烯酰胺、4?乙烯基吡啶、交聯劑、乳化劑混合，并完全溶于水中；其中N?異丙基丙烯酰胺、4?乙烯基吡啶的物質的量之比為1:1～1:100；交聯劑及乳化劑投料量占聚合單體物質的量百分比為1%～10%；（2）將上述溶液加熱到30~130℃穩定10~60min，通氮氣除氧，加入引發劑，氮氣保護下，30~130℃條件下，反應0.5~10h，透析，即得溫度及pH值雙重響應性微凝膠，其中引發劑占聚合單體物質的量百分比為0.5%～5%。

【技術特征摘要】
1.一種溫度及PH值雙重響應性微凝膠的制備方法，包括 (1)將N-異丙基丙烯酰胺、4-乙烯基吡啶、交聯劑、乳化劑混合，并完全溶于水中；其中N-異丙基丙烯酰胺、4-乙烯基吡啶的物質的量之比為1:1 1:100 ;交聯劑及乳化劑投料量占聚合單體物質的量百分比為1% 10% ； (2)將上述溶液加熱到3(Tl30°C穩定l(T60min，通氮氣除氧，加入引發劑，氮氣保護下，3(Tl30°C條件下，反應O. 5 10h，透析，即得溫度及pH值雙重響應性微凝膠，其中引發劑占聚合單體物質的量百分比為O. 5% 5%。2.根據權利要求I所述的一種溫度及pH值雙重響應性微凝膠的制備方法，其特征在于所述步驟(I)中的交聯劑為N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺、N，N'-雙(羥甲基)尿素、乙二胺、聚乙二醇、乙二醇、二環氧甘油醚、甘油中的一種。3.根據權利要求I所述的一種溫度及pH值雙重響應性微...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱利民，婁少峰，權靜，張婳，
申請(專利權)人：東華大學，
類型：發明
國別省市：