一种聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球的制备方法技术

本发明专利技术提供一种聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球的制备方法，包括以下步骤：将二甲基丙烯酸乙二醇酯、引发剂、4-乙烯基吡啶、甲醇和水混合，得到混合溶液；将所述混合溶液在密闭的环境中进行反应，得到聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球。本发明专利技术提供的制备方法以甲醇水溶液为溶剂，毒性小，且对环境友好；二甲基丙烯酸乙二醇酯单体(EGDMA)在其中进行溶剂热沉淀聚合，而4-乙烯基吡啶(4-Vp)能够诱导刚生成的PEGDMA稳定成核，并进行生长，最终得到单分散的高交联度聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球。另外，本发明专利技术提供的制备方法条件简单，易于操作，强度较高并且反应产率也较高。

【技术实现步骤摘要】
一种聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球的制备方法
本专利技术属于高分子材料合成领域，尤其涉及一种聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球的制备方法。
技术介绍
聚合物微球是指粒径在纳米级至微米级(一般为10-5～10-2mm)，形状为球形或其他几何体的聚合物颗粒或聚合物复合颗粒，其形貌也可以是多种多样的，包括实心、空心、多孔、哑铃型、洋葱型等。粒子尺寸均匀一致且稳定无团聚的聚合物微球，被称之为单分散聚合物微球。单分散微米级聚合物微球，因其具有高比表面积，可以方便引入各种功能基团，还具有高力学性能、优良的热稳定性及耐溶剂性以及方便回收重复利用等优点，近年来在液相色谱、医学及生物化学、液晶显示器和传感器等许多领域得到广泛的应用。聚合物微球的传统制备方法包括乳液聚合、分散聚合和悬浮聚合。这些制备方法工艺比较成熟，制备的微球尺寸根据相应的聚合原理可在几百纳米～1000μm之间进行调控，例如交联聚苯乙烯微球、交联聚二乙烯基苯(PDVB)微球。但这些方法都需要使用乳化剂或分散剂，所制备微球表面含有乳化剂分子等杂质，且后处理费用较高，易造成环境污染。针对上述问题，等(KaiLiandHaraldD.H.JournalofPolymerSciencePartA:PolymerChemistry.1993,31,3257-3263.)在1993年首次以乙腈为溶剂，将单体二乙烯基苯(DVB)或者DVB与其他单体(如St、氯甲基苯乙烯和丙烯酸酯类单体)混合物溶解其中，并直接加热引发聚合反应。利用生成的聚合物不溶于其单体和溶剂的性质，从溶剂中沉淀分离得到不同形态的交联聚合物微球。在此基础上，他们提出了无需任何表面活性剂与稳定剂制备单分散微球的沉淀聚合方法。但是，交联的PDVB微球的疏水性太强，使得其在生物医用方面的应用受到限制；而且上述反应所用的溶剂也是高毒性的乙腈，易造成环境污染。在这种背景下，亲水性的聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球(PEGDMA)引起了人们的兴趣，但是采用现有的制备方法的话，聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球在制备过程中容易团聚成块，难以制得单分散的交联PEGDMA微球。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球的制备方法，本专利技术提供的制备方法能够得到单分散的PEGDMA微球。本专利技术提供一种聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球的制备方法，包括以下步骤：将二甲基丙烯酸乙二醇酯、引发剂、4-乙烯基吡啶、甲醇和水混合，得到混合溶液；将所述混合溶液在密闭的环境中进行反应，得到聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球。优选的，所述二甲基丙烯酸乙二醇酯与引发剂的质量比为1：(0.02～0.08)。优选的，所述二甲基丙烯酸乙二醇酯与4-乙烯基吡啶的体积比为(6～8)：1。优选的，所述甲醇和水的体积比为(3～5)：1。优选的，所述混合溶液中，二甲基丙烯酸乙二醇酯的体积分数为2～20％。优选的，所述反应的温度为65～95℃。优选的，所述反应的时间为4～12小时。优选的，所述聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球的粒径为0.8～1.6μm。优选的，所述反应在无氧的条件下进行。优选的，所述混合溶液的反应后，还包括以下步骤：将所述反应得到的反应溶液依次进行固液分离、洗涤和干燥，得到后处理的聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球。本专利技术提供一种聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球的制备方法，包括以下步骤：将二甲基丙烯酸乙二醇酯、引发剂、4-乙烯基吡啶、甲醇和水混合，得到混合溶液；将所述混合溶液在密闭的环境中进行反应，得到聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球。本专利技术提供的制备方法以甲醇和水的溶液为溶剂，毒性小，且对环境友好；二甲基丙烯酸乙二醇酯单体(EGDMA)在其中进行溶剂热沉淀聚合，4-乙烯基吡啶(4-Vp)能够诱导刚生成的PEGDMA稳定成核，并进行生长，最终得到单分散的聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球。另外，本专利技术提供的制备方法条件简单，易于操作，所得微球强度和交联度较高并且反应产率也较高，实验结果表明，本专利技术提供的制备方法的反应产率能够达到94.8％，得到的PEGDMA微球的凝胶含量在97％以上，平均单个微球的抗压强度最高可达7.1mN。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1得到的聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球的SEM图；图2为本专利技术实施例2得到的聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球的纳米压痕曲线；图3为本专利技术实施例2得到的聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球的SEM图；图4为本专利技术实施例2得到的聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球的纳米压痕曲线；图5为本专利技术实施例3得到的聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球的SEM图；图6为本专利技术实施例3得到的聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球的纳米压痕曲线。具体实施方式本专利技术提供了一种聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球的制备方法，包括以下步骤：将二甲基丙烯酸乙二醇酯、引发剂、4-乙烯基吡啶、甲醇和水混合，得到混合溶液；将所述混合溶液在密闭的环境中进行反应，得到聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球。本专利技术提供的制备方法在制备过程中能够保证二甲基丙烯酸乙二醇酯单体在甲醇水溶液中不团聚，从而得到单分散或窄分散的聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球。本专利技术将二甲基丙烯酸乙二醇酯、引发剂、4-乙烯基吡啶、甲醇和水混合，得到混合溶液，本专利技术优选将甲醇和水混合，得到甲醇水溶液，然后将二甲基丙烯酸乙二醇酯、引发剂和4-乙烯基吡啶加入到甲醇水溶液中，得到混合溶液，在本专利技术中，所述引发剂优选包括偶氮二异丁腈(AIBN)和/或过氧化二苯甲酰(BPO)，更优选为偶氮二异丁腈；与所述甲醇混合所用的水优选为去离子水和/或蒸馏水。在本专利技术中，所述二甲基丙烯酸乙二醇酯与所述引发剂的质量比优选为1：(0.02～0.08)，更优选为1：0.08；所述二甲基丙烯酸乙二醇酯与4-乙烯基吡啶的体积比优选为(6～8)：1，更优选为(7～8)：1；所述甲醇和水的体积比优选为(3～5)：1，更优选为4:1；所述得到的混合溶液中，二甲基丙烯酸乙二醇酯的体积分数优选为2～20％，更优选为4.5～18.5％。本专利技术优选在带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中进行所述混合。得到混合溶液后，本专利技术将所述混合溶液在密闭的环境中进行反应，得到聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球。本专利技术优选在无氧条件下进行上述反应，本专利技术优选在反应釜中完成上述混合，得到混合溶液后，在反应釜中通入氮气10～20min，以去除装置内的氧气。然后将所述反应釜密封，进行反应，得到聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球。在本专利技术中，所述反应的温度优选为65～95℃，更优选为70～90℃，最优选为75～85℃；所述反应的时间优选为4～12小时，更优选为4～10小时，最优选为4～8小时。本专利技术优选将所述密封的反应釜放置于烘箱中，已达到上述的反应温度。完成上述反应后，本专利技术优选对得到的反应产物进行后处理，本专利技术优选将所述反应得到的反应溶液依次进行固液分离、洗涤和干燥，得到后处理的聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球，在本专利技术中，所述固液分离优选为离心分离，所述洗涤优选在超声条件下，采用乙醇进行洗涤，在所述洗涤之后，所述干燥之前，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球的制备方法，包括以下步骤：将二甲基丙烯酸乙二醇酯、引发剂、4‑乙烯基吡啶、甲醇和水混合，得到混合溶液；将所述混合溶液在密闭的环境中进行反应，得到聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球。

【技术特征摘要】
1.一种聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球的制备方法，包括以下步骤：将二甲基丙烯酸乙二醇酯、引发剂、4-乙烯基吡啶、甲醇和水混合，得到混合溶液；所述二甲基丙烯酸乙二醇酯与4-乙烯基吡啶的体积比为(6～8)：1；所述甲醇和水的体积比为(3～5)：1；所述混合溶液中，二甲基丙烯酸乙二醇酯的体积分数为4.5～18.5％；所述引发剂包括偶氮二异丁腈；将所述混合溶液在密闭的环境中进行反应，得到聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二甲基丙烯酸乙二醇酯与引发剂的质量比为1：(0.02～0.08)...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪谟贞，陈金星，葛学武，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34