聚合物颗粒制造技术

本发明专利技术提供一种通过沉淀聚合生产聚合物颗粒的方法，所述方法包括：提供反应溶液，所述反应溶液包含(i)溶剂，(ii)在经受一定波长的光时形成两个邻醌二甲烷结构的光活性化合物，和(iii)多亲二烯体化合物；使所述反应溶液经受所述波长的光，其促进所述光活性化合物和多亲二烯体化合物的逐步生长狄尔斯

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚合物颗粒


[0001]本专利技术总体上涉及聚合物颗粒。特别地，本专利技术涉及一种生产聚合物颗粒的方法。

技术介绍

[0002]聚合物颗粒用于从生物医学程序到工业涂料范围内的各种应用。
[0003]聚合物本身可通过许多不同的聚合技术/机制使用大量不同的单体来生产。无论使用何种技术/机制或单体，所产生的聚合物的物理形式通常是一个重要的考虑因素。也许最简单和基本的聚合形式会导致聚合物团块的形成，所述聚合物团块呈现出制造它的反应容器的物理形式。
[0004]对于许多应用，特别希望或甚至需要以颗粒形式呈现聚合物，例如呈现为基本上球形的颗粒。
[0005]已经开发了将预先形成的聚合物团块转化为聚合物颗粒的技术。此类技术包括溶解预先形成的聚合物，例如通过将其溶解于溶剂中或通过熔融加工，并且随后将所述聚合物的液体形式转化成所需的粒度和形状。然而，此类技术包括多个步骤，通常在过程控制方面受到限制，并且排除使用已交联的聚合物。
[0006]聚合单体以直接以聚合物颗粒的形式生产聚合物比将预先形成的聚合物转化为聚合物颗粒更高效/有效。多年来在高分子科学方面的大量研究已经产生了各种聚合技术来做到这一点。例如，现在通常使用乳液或悬浮液聚合技术来生产聚合物颗粒。此类聚合技术在生产具有良好再现性和控制性的聚合物颗粒方面非常高效/有效。
[0007]然而，乳液和悬浮液聚合技术固有地需要相对复杂的工艺控制和使用工艺添加剂以高效且有效地生产聚合物颗粒。例如，试剂进料速率、搅拌速度和温度等工艺控制参数典型地需要仔细调整和监控。典型地使用的工艺添加剂，例如稳定剂/乳化剂和引发剂会转移至最终聚合物产物中，并且通常作为不需要的污染物存在。
[0008]乳液和悬浮液聚合技术也主要使用自由基聚合化学进行操作。这种化学本质上提供了相对苛刻的反应条件，可能与敏感物质，例如生物活性剂发生不利反应，人们可能希望在生产聚合物颗粒时将所述敏感物质并入聚合物颗粒中。
[0009]因此，仍然有机会开发用于生产聚合物颗粒的方法，其解决或改善与用于生产聚合物颗粒的现有技术方法相关的一个或多个问题或至少提供有用的替代方案。

技术实现思路

[0010]本专利技术提供一种通过沉淀聚合生产聚合物颗粒的方法，所述方法包括：
[0011]提供反应溶液，所述反应溶液包含(i)溶剂，(ii)在经受一定波长的光时形成两个邻醌二甲烷结构的光活性化合物，和(iii)多亲二烯体化合物；
[0012]使所述反应溶液经受所述波长的光，其促进所述光活性化合物和多亲二烯体化合物的逐步生长狄尔斯
‑
阿尔德聚合(Diels
‑
Alder polymerisation)；
[0013]其中由于所述逐步生长狄尔斯
‑
阿尔德聚合，聚合物从所述反应溶液中沉淀出来
并自组装成所述聚合物颗粒。
[0014]现已令人惊奇地发现聚合物颗粒可通过沉淀狄尔斯
‑
阿尔德聚合有效且高效地直接生产。根据本专利技术，所定义的光活性化合物根据逐步生长狄尔斯
‑
阿尔德聚合反应与多亲二烯体化合物反应以形成聚合物。如此形成的聚合物从反应溶液中沉淀出来并令人惊讶地自组装成聚合物颗粒，例如基本上球形的聚合物颗粒。所生产的聚合物颗粒的尺寸可有利地调整为从纳米颗粒至微粒的尺寸范围。
[0015]本专利技术的方法可在室温下进行并且需要很少或不需要工艺添加剂。采用的狄尔斯
‑
阿尔德聚合化学提供相对温和的反应条件，对人们可能希望在生产聚合物颗粒时并入聚合物颗粒中的敏感物质(例如生物活性剂)几乎没有或没有不利影响。
[0016]根据本专利技术的方法被认为代表了聚合物颗粒生产中的范式转变。
[0017]在一个实施方案中，所使用的光活性化合物具有一般结构(I)：
[0018][0019]其中R1选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
23
烷基；
[0020]R2选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基；
[0021]R3选自H、CN、饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基和任选被取代的杂芳基；
[0022]R4选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基；
[0023]R5选自H、CN、饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基和任选被取代的杂芳基；
[0024]R6选自饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基、任选被取代的杂芳基和SiR3，其中R选自任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基和杂芳基；并且
[0025]X为氧或硫。
[0026]在另一实施方案中，所使用的光活性化合物具有一般结构(II)：
[0027][0028]其中R1选自H、CN、饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基和任选被取代的杂芳基；
[0029]R2选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基；
[0030]R3选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基；
[0031]R4选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基；
[0032]R5选自H、CN、饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
23
烷基、任选被取代的芳基和任选被取代的杂芳基；
[0033]R6选自饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
23
烷基、任选被取代的芳基、任选被取代的杂芳基和SiR3，其中R选自任选被取代的C1‑
23
烷基、任选被取代的芳基和杂芳基；并且
[0034]X为氧或硫。
[0035]在另一实施方案中，所使用的光活性化合物具有一般结构(III)：
[0036][0037]其中R1选自H、CN、饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基和任选被取代的杂芳基；
[0038]R2选自饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基、任选被取代的杂芳基和SiR3，其中R选自任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基和杂芳基；
[0039]R3选自H、CN、饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过沉淀聚合生产聚合物颗粒的方法，所述方法包括：提供反应溶液，所述反应溶液包含(i)溶剂，(ii)在经受一定波长的光时形成两个邻醌二甲烷结构的光活性化合物，和(iii)多亲二烯体化合物；使所述反应溶液经受所述波长的光，其促进所述光活性化合物和多亲二烯体化合物的逐步生长狄尔斯
‑
阿尔德聚合；其中由于所述逐步生长狄尔斯
‑
阿尔德聚合，聚合物从所述反应溶液中沉淀出来并自组装成所述聚合物颗粒。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述光活性化合物包括一般结构(I)的化合物：其中R1选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基；R2选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基；R3选自H、CN、饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基和任选被取代的杂芳基；R4选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基；R5选自H、CN、饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基和任选被取代的杂芳基；R6选自饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基、任选被取代的杂芳基和SiR3，其中R选自任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基和杂芳基；并且X为氧或硫。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述光活性化合物包括一般结构(II)的化合物：其中R1选自H、饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基和任选被取代的杂芳基；R2选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
23
烷基；R3选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
23
烷基；
R4选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
23
烷基；R5选自H、饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
23
烷基、任选被取代的芳基和任选被取代的杂芳基；R6选自饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
23
烷基、任选被取代的芳基、任选被取代的杂芳基和SiR3，其中R选自任选被取代的C1‑
23
烷基、任选被取代的芳基和杂芳基；并且X为氧或硫。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述光活性化合物包括一般结构(III)的化合物：其中R1选自H、CN、饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基和任选被取代的杂芳基；R2选自饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
23
烷基、任选被取代的芳基、任选被取代的杂芳基和SiR3，其中R选自任选被取代的C1‑
23
烷基、任选被取代的芳基和杂芳基；R3选自H、CN、饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
23
烷基、任选被取代的芳基和任选被取代的杂芳基；R4选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
23
烷基；R5选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
23
烷基；R6选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基；并且X为氧或硫。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述多亲二烯体化合物选自双马来酰亚胺、三马来酰亚胺、四马来酰亚胺、五马来酰亚胺以及其组合。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述溶剂为极性非质子溶剂。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所生产的聚合物颗粒包括基本上球形的聚合物微粒。8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所生产的聚合物颗粒包含基本上球形的聚合物纳米颗粒。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述光活性化合物包括一般结构(IV)的化合物：
其中R1和R'1各自独立地选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基；R2和R'2各自独立地选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基；R3和R'3各自独立地选自H、饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基和任选被取代的杂芳基；R4和R'4各自独立地选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基；R5和R'5各自独立地选自H、饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基和任选被取代的杂芳基；R7选自饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基、任选被取代的杂芳基和SiR2，其中R选自任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基和杂芳基；并且X和X'各自独立地为氧或硫。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述光活性化合物包括一般结构(V)的化合物：其中R1和R'1各自独立地选自H、饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基和任选被取代的杂芳基；R2和R'2各自独立地选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
23
烷基；R3和R'3各自独立地选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基；
R4和R'4各自独立地选自H、卤素、CN、任选被取代的烷氧基、任选被取代的烷硫基以及饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基；R5和R'5各自独立地选自H、饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基和任选被取代的杂芳基；R7选自饱和或不饱和的任选被取代的C1‑
23
烷基、任选被取代的芳基、任选被取代的杂芳基和SiR2，其中R选自任选被取代的C1‑
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烷基、任选被取代的芳基和杂芳基；并且X和X'各自独立地为氧或硫。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述多亲二烯体化合物选自一般结构(VI)、(VII)和(VIII)的那些化合物：其中对于一般结构(VI)，R1选自任选被取代的芳基、任选被取...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：昆士兰科技大学，
类型：发明
国别省市：