一種介孔聚合物納米粒子的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚合物納米粒子的制備方法，具體涉及苯乙烯類單體與(甲基)丙烯酸(酯)等共聚單體通過一步無皂乳液控制聚合制得的含有介孔結構的聚合物納米粒子。
【背景技術】
[0002]含有介孔結構的聚合物納米粒子因其較高的比表面積，多種多樣且易于進行化學修飾改性的組成，可調控的孔徑及孔結構而被廣泛應用于氣體存儲、分離材料、藥物及生物活性材料的載體、催化及催化劑載體、納米反應器、光子晶體、傳感器等領域。
[0003]目前介孔聚合物納米粒子的制備方法主要包括模板造孔法、致孔劑造孔法、多重乳液造孔法等。其中模板造孔法利用事先制備好的二氧化硅、碳酸錳、四氧化三鐵、金、聚合物納米粒子等為模板粒子，在模板粒子外通過接枝聚合、沉淀聚合等包覆上聚合物，隨后利用酸、堿溶液或有機溶劑等將模板粒子除掉，得到介孔聚合物納米粒子。致孔劑造孔法是以小分子有機溶劑、低聚物、嵌段共聚物等為致孔劑，在聚合或自組裝制備介孔聚合物納米粒子的過程中與形成納米粒子的聚合物發(fā)生相分離，致孔劑在相分離過程中起到占位的作用，相分離完成后除掉致孔劑得到介孔聚合物納米粒子。而多重乳液造孔法則是一種不使用模板粒子和致孔劑的軟模板法，該方法在聚合體系中加入表面活性劑通過乳化作用在納米粒子內部形成乳化劑穩(wěn)定的溶劑相，聚合完成后可直接將溶劑相中的溶劑提取出來得到介孔聚合物納米粒子。
[0004]通過對現(xiàn)有的三種制備介孔聚合物納米粒子的方法的描述可知，模板法是一種需要多步工藝過程的方法，即需要先制備模板粒子，最后再將模板粒子利用各種溶解刻蝕的手段去除，因此使得這種方法步驟繁瑣且不經(jīng)濟;致孔劑造孔法需要向體系中額外加入有機溶劑或聚合物，有機溶劑和提取作為致孔劑的聚合物的有機溶劑使得該方法不僅不利于環(huán)境保護，而且這些致孔劑的加入使得聚合體系變得復雜，不易控制;多重乳液造孔法雖然可以避免有機溶劑的使用，但是為了形成多重乳液必須向體系中加入乳化劑，而乳化劑在后續(xù)處理過程中很難從介孔聚合物納米粒子中除掉，殘留的乳化劑嚴重影響介孔聚合物納米粒子在分離、藥物及生物活性材料的載體、催化及催化劑載體及傳感等領域使用時的應用性能。目前，尚未見到不使用模板粒子、有機溶劑和乳化劑且僅通過一步聚合反應制備介孔聚合物納米粒子的報道。

【發(fā)明內容】

[0005]要解決的技術問題
[0006]為了避免現(xiàn)有技術的不足之處，本發(fā)明提出一種介孔聚合物納米粒子的制備方法。
[0007]技術方案
[0008]—種介孔聚合物納米粒子的制備方法，其特征在于步驟如下:
[0009]步驟1:將苯乙烯類單體、(甲基)丙烯酸(酯)類單體、控制劑和水按質量比20?80:20?80:0.1?5:500?10000的比例攪拌形成混合液，將混合液加熱至50?90°C ；
[0010]步驟2:再加入引發(fā)劑和水的混合液，在50?90°C溫度下聚合反應2?24小時得到聚合物納米粒子;所述混合液中引發(fā)劑和水的質量比為0.1?5:20?200;
[0011]步驟3:用水清洗聚合物納米粒子除去未反應的單體、控制劑和引發(fā)劑，得到介孔聚合物納米粒子。
[0012]所述苯乙烯類單體為苯乙烯、4-輕甲基苯乙烯或4-氯甲基苯乙烯。
[0013]所述(甲基)丙烯酸(酯)類單體為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羥乙酯或甲基丙烯酸縮水甘油酯。
[0014]所述控制劑為I，1-二苯基乙烯、I，I，2-三苯基乙烯、I，1-二萘基乙烯或I，1_苯基萘基乙烯。
[0015]所述引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸銨或過硫酸鈉。
[0016]有益效果
[0017]本發(fā)明提出的一種介孔聚合物納米粒子的制備方法，將苯乙烯類單體與(甲基)丙烯酸(酯)等共聚單體通過一步無皂乳液控制聚合制得含有介孔結構的聚合物納米粒子。該制備方法無需加入模板粒子、致孔劑和乳化劑，只需一步簡單聚合反應。通過照片可以清晰的看出聚合物納米粒子的介孔結構，且介孔聚合物納米粒子的比表面積較高、孔徑分布均勻。
[0018]本發(fā)明制備的介孔聚合物納米粒子，在氣體存儲、分離材料、藥物及生物活性材料的載體、催化及催化劑載體、納米反應器、光子晶體、傳感器等領域有廣泛的應用前景。
【附圖說明】
[0019]圖1:苯乙烯與甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚的介孔聚合物納米粒子的透射電鏡照片
[0020]圖2:苯乙烯與甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚的介孔聚合物納米粒子的氮氣吸附脫附曲線及孔徑分布圖
[0021]圖3:苯乙烯與丙烯酸共聚的介孔聚合物納米粒子的透射電鏡照片
[0022]圖4:苯乙烯與丙烯酸共聚的介孔聚合物納米粒子的氮氣吸附脫附曲線及孔徑分布圖
【具體實施方式】
[0023]現(xiàn)結合實施例、附圖對本發(fā)明作進一步描述:
[0024]實施例1:苯乙烯與甲基丙烯酸縮水甘油酯一步無皂乳液聚合制備的介孔聚合物納米粒子
[0025]將5g苯乙烯、5g甲基丙烯酸縮水甘油酯、0.05gI，1-二苯基乙烯、10g水加入到250mL三口瓶中，于室溫攪拌30分鐘，加熱至75 °C后加入0.05g過硫酸銨、20g水，反應8小時得到聚合物納米粒子;用水充分清洗聚合物納米粒子以除去未反應的苯乙烯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、I，1-二苯基乙烯、過硫酸銨真空干燥得苯乙烯與甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚的介孔聚合物納米粒子。
[0026]實施例2:苯乙烯與甲基丙烯酸縮水甘油酯一步無皂乳液聚合制備的介孔聚合物納米粒子
[0027]將0.6g苯乙烯、2.4g甲基丙烯酸縮水甘油酯、0.03gI，1_二苯基乙烯、80g水加入到250mL三口瓶中，于室溫攪拌5分鐘，加熱至60 °C后加入0.05g過硫酸銨、20g水，反應12小時得到聚合物納米粒子;用水充分清洗聚合物納米粒子以除去未反應的苯乙烯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、I，1-二苯基乙烯、過硫酸銨真空干燥得苯乙烯與甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚的介孔聚合物納米粒子。
[0028]實施例3:苯乙烯與甲基丙烯酸縮水甘油酯一步無皂乳液聚合制備的介孔聚合物納米