一种可控制缓释相转移催化微胶囊及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可控制缓释相转移催化微胶囊及其制备方法，该方法是将十二烷基硫酸钠、聚乙二醇6000、相转移催化剂、强氧化剂、助表面活性剂、乙醇、pH值调节剂、吡咯单体置于去离子水溶液中于室温条件下充分搅拌，在经过离心、干燥即可得到相转移催化微胶囊。本发明专利技术在去离子水中反应，适用于油溶性芯材的相转移催化微胶囊化，本发明专利技术中的可控制缓释相转移催化微胶囊制备体系不仅仅局限于去离子水中，也可在油性溶剂体系中制备水溶性芯材相转移催化微胶囊，本发明专利技术中的芯材相转移催化剂不局限于偶氮二异丁腈，可为过硫酸铵、过氧化苯甲酰、过氧化氢叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化二碳酸二异丙酯中的任一种。

Controlled release phase transfer catalysis microcapsule and preparation method thereof

The invention relates to a controlled release phase transfer catalysis microcapsule and its preparation method, this method is twelve sodium dodecyl sulfate, polyethylene glycol 6000, phase transfer catalyst, oxidant, cosurfactant, ethanol, pH regulator, pyrrole monomer in deionized water solution at room temperature under the condition of stirring after centrifugation, drying, can be obtained by phase transfer catalytic microcapsules. The reaction of the invention in deionized water, application of phase transfer catalysis in oil soluble microcapsules, catalytic microcapsule preparation system is not limited to deionized water can control the release of the invention phase transfer, but also for the preparation of water soluble core material of microcapsules of phase transfer catalysis in oily solvent system, core the material in the invention is not limited to the phase transfer catalyst for two azo isobutyronitrile, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, benzoyl peroxide, tert Ding Ji tert-butyl perbenzoate or any kind of peroxide two in two isopropyl carbonate.

【技术实现步骤摘要】
一种可控制缓释相转移催化微胶囊及其制备方法
本专利技术属于相转移催化
，涉及一种相转移催化微胶囊，尤其涉及一种可控制缓释相转移催化微胶囊及其制备方法。
技术介绍
传统的相转移催化反应主要采用的是相转移催化剂十六烷基三甲基溴化铵，而且传统的相转移催化技术主要发生在同一容器中互不相溶的两相之中，通过相转移催化剂，把主导反应的一相转移到另一相当中，使得两种化学物质接触碰撞，产生化学反应。该方法最大的缺点在于，如果没有相转移催化剂的存在，两种互不相溶的两相不可能发生接触，另外两种物质也不会接触在一起，从而发生化学反应，传统的相转移催化方法对相转移催化剂的要求较高，相转移催化剂必须具有一定的表面活性，它只是单单的将一相中的化学物质转移到另一相当中，其本身不参与化学反应。传统的相转移催化方法存在如下问题：(1)裸露的相转移催化剂的化学性质以及物理稳定性相对较差，具有一定的化学味道；(2)液体、气体或者气溶胶等形态的相转移催化剂不易贮存；(3)挥发性相转移催化剂易挥发；(4)某些芯材物质在水溶液或者其它溶液当中分散不好，甚至团聚在一起；等。微胶囊是一种具有核-壳结构的微小容器，微胶囊技术即将芯材微胶囊化的技术，目前微胶囊技术已广泛应用于制药、化学化工以及材料等领域，但是关于应用在相转移催化方面的报道不是很多见。另外，微胶囊的制备技术也非常成熟，主要有原位聚合法、界面聚合法、油相相分离法等。
技术实现思路
目前微胶囊技术已广泛应用于制药、化学化工以及材料等领域，但是关于应用在相转移催化方面尚未见报道。通过大量实验研究，本专利技术突破性地将微胶囊技术应用于相转移催化领域。另外，目前微胶囊技术主要有原位聚合法、界面聚合法、油相相分离法等，虽然非常成熟，但是都有一定的局限性。本专利技术为克服这些局限性，研发了一种新的制备微胶囊的方法。本专利技术提供一种可控制缓释相转移催化微胶囊，其呈球形结构，并具有核壳结构，核材料，又称为芯材，为相转移催化剂，壳体为聚合材料。可控制缓释相转移催化微胶囊的包裹率为61.32％～85.13％。可控制缓释相转移催化微胶囊的释放时间可为2h～5h。本专利技术还提供一种可控制缓释相转移催化微胶囊的制备方法，包括如下步骤：1)将十二烷基硫酸钠、聚乙二醇6000、乙醇、相转移催化剂和去离子水混合，机械搅拌做预乳化处理，机械搅拌下使得十二烷基硫酸钠、聚乙二醇6000充分溶解，相转移催化剂均匀地分散于去离子水中；2)在上述溶液中加入表面活性剂、以及强氧化剂，继续机械搅拌；3)在搅拌均匀的混合体系中，滴加pH值调节剂，继续机械搅拌，使得pH值调节剂充分混合于体系中；4)待溶液pH值呈酸性后，快速滴加吡咯单体，继续机械搅拌至反应完全；5)将得到的产物静置，待溶液分层后，去除上层清液，用水、环己烷分别离心洗涤，真空干燥，即可制备出相转移催化微胶囊。本专利技术芯材，即所述相转移催化剂为偶氮二异丁腈、过硫酸铵、过氧化苯甲酰、过氧化氢叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化二碳酸二异丙酯中的任一种。所述表面活性剂为丁醇溶液。所述强氧化剂为过硫酸钾。所述pH值调节剂为过氧乙酸。在步骤4)中，pH值为2，在步骤5)中，用水、环己烷分别离心洗涤4-6次，50℃真空干燥24h。本专利技术中滴加十二烷基硫酸钠以及聚乙二醇6000、相转移催化剂和去离子水混合，该目的主要是为了使得水溶性的十二烷基硫酸钠以及聚乙二醇6000发生解离，能够很好地溶于水中，另一方面相转移催化剂的加入，搅拌，是使得相转移催化剂能够均匀地分散在去离子水溶液当中。本专利技术中加入丁醇，丁醇为常见的助表面活性剂，且廉价低毒，可操作性强。的目的主要是起到助表面活性剂的作用，对微胶囊的分散性能也有一定的促进作用。丁醇可以较好地消除反应泡沫，使得制备得到的微胶囊催化剂的包覆效果和缓释效果更好。滴加过氧乙酸调节pH主要是由于吡咯单体的聚合需要在酸性环境下才能发生聚合，但是溶液的pH值不仅仅局限于步骤4中的pH＝2，酸性体系即可。另外，本专利技术中加入过硫酸钾其目的主要是为了使得吡咯单体发生氧化聚合，吡咯单体的聚合不仅仅需要在酸性环境下，另外还需要有强氧化剂存在的条件下，强氧化剂不仅仅局限于本专利技术中的过硫酸钾，有强氧化性的物质都可。本专利技术还提供了可控制缓释相转移催化微胶囊作为催化剂在相转移催化反应中的应用。有益效果：通过相转移催化微胶囊可以较好地实现在不同于制备相的相反相中催化、引发化学反应的产生，相转移催化微胶囊的芯材相转移催化剂必须具有一定的化学活性，其本身也参与了化学反应当中。本专利技术的相转移催化微胶囊分散性好，粘结度较低，可成功地应用于相转移催化方面。具体来说，本专利技术提供的可控制缓释相转移催化微胶囊具有如下效果：(1)提高相转移催化剂的化学性质以及物理稳定性，未进行微胶囊化的传统的相转移催化剂，在没有壳材的保护下，其化学性质以及物理稳定性都相对较差，另外裸露的相转移催化剂具有一定的化学味道，通过微胶囊化，可以掩盖其化学味道。相转移催化微胶囊较一般的相转移催化剂，较高的包裹率，以及壳材的保护，使得芯材的稳定性越强，普通相转移催化剂因为没有壳材的保护，其储藏稳定性较差；传统的相转移催化剂，其反应必须在同一容器中两相溶液当中，而相转移催化剂微胶囊通过在不同于制备相的单相溶剂中即可发生催化引发。(2)改变物质的存在方式(粉末化)，将不易贮存的液体、气体或者气溶胶等相转移催化剂进行微胶囊化，可以很好地改变其存在的方式，提高其溶解性、稳定性等，在有需要的时候，可以通过缓释或者定时释放将其释放出来，这将大大地提高了液体、气体物质的使用性与贮藏稳定性。(3)减少具有挥发性相转移催化剂的挥发，降低损失。具有挥发性的芯材放置在环境当中，会产生挥发，如液体芯材的挥发，不仅造成了芯材质量的减少，也会造成芯材浓度的降低，微胶囊化后挥发性芯材有效地避免了挥发。(4)改变相转移催化剂芯材的化学性质和物理性质。某些芯材物质在水溶液或者其它溶液当中分散不好，甚至团聚在一起，通过微胶囊技术，可以很好地分散在溶液当中，并且微胶囊化后原来芯材的颜色、密度等都发生了变化。(5)高分子材料单体的反应聚合对催化剂的要求很高，催化剂的量以及催化剂加入的时间对高分子聚合的反应都有着重要的影响。普通相转移催化剂加入溶剂当中，当随着催化反应的增加，催化剂的用量不断减少，从而对高分子材料的引发有着重要的影响，而采用相转移催化微胶囊，通过对里面芯材相转移催化剂可以进行缓慢释放，随着反应时间的加长，微胶囊仍然可以缓慢释放，对材料的聚合仍能起到促进的作用，直至反应完全。(7)微胶囊过程中，通过预先设计的溶解和释放的机理，还可提供特殊的释放方式，控制芯材释放和作用的时间和数量，使得本专利技术的相转移催化微胶囊能适用不同的化学环境，应用广泛。(6)本专利技术制备相转移催化微胶囊采用一种新的制备微胶囊的方法，悬浮-分散-聚合法，所述方法简单易操作，且耗能低，环境友好，生产成本低，经济价值高；可用于其它相转移催化微胶囊的制备，拓展了微胶囊制备的新技术；制备出的微胶囊分散性好，粘结度较低，比传统原位聚合法更加易于聚合；粒径分布集中，尺寸易于控制；副反应以及副产物相对较小。附图说明：图1是相转移催化微胶囊的TEM图；图2是相转移催化微胶囊的SEM图；图3是聚苯乙烯/聚丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控制缓释相转移催化微胶囊，其特征在于，呈球形结构，并具有核壳结构，核材料，又称为芯材，为相转移催化剂，壳体为聚合材料。

【技术特征摘要】
1.一种可控制缓释相转移催化微胶囊，其特征在于，呈球形结构，并具有核壳结构，核材料，又称为芯材，为相转移催化剂，壳体为聚合材料。2.根据权利要求1所述的可控制缓释相转移催化微胶囊，其特征在于，所述聚合材料为聚吡咯。3.根据权利要求1所述的可控制缓释相转移催化微胶囊，其特征在于，包裹率为61.32％～85.13％。4.根据权利要求1所述的可控制缓释相转移催化微胶囊，其特征在于，释放时间为2h～5h。5.一种根据权利要求1所述的可控制缓释相转移催化微胶囊的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)将十二烷基硫酸钠、聚乙二醇6000、乙醇、相转移催化剂和去离子水混合，机械搅拌做预乳化处理，机械搅拌下使得十二烷基硫酸钠、聚乙二醇6000充分溶解，相转移催化剂均匀地分散于去离子水中；2)在上述溶液中加入助表面活性剂、以及强氧化剂，继续机械搅拌；3)在搅拌均匀的混合体系中，滴加pH值调节剂，继续机械搅拌，使得pH值调节剂充分混合于体系中；4)待溶液pH值呈酸性后，快速滴加吡咯单体，继续机械搅拌至反应完全；5)将得到的产物静置，待溶液分层后，去除上层清液，用水、环己烷分别离心洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：王元有，周国强，邹琴，
申请(专利权)人：扬州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32