一種載銀聚合物微球的製備方法

2023-07-19 07:56:16 3

一種載銀聚合物微球的製備方法
【專利摘要】本發明屬於複合材料製備【技術領域】，具體涉及一種載銀聚合物微球的製備方法。該方法包括以下步驟：採用氧化還原引發劑，通過無皂乳液聚合製備含有胺基的聚苯乙烯核殼微球；向所得的微球溶液中加入AgNO3溶液，銀離子與微球表面的胺基配位，被NaBH4原位還原成銀納米粒子，得到載銀聚合物微球。本發明製備的載銀聚合物微球工藝簡單，反應條件溫和，微球穩定性能好，大小可控，粒徑在0.4～1.0微米之間，粒徑分布比較均勻；本發明製備的聚合物微球載銀量高，根據反應條件不同，微球載銀量在2.35～39.2%之間；本發明製備的載銀聚合物微球可用於生物醫學領域和催化領域。
【專利說明】一種載銀聚合物微球的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於複合材料製備【技術領域】，具體涉及一種載銀聚合物微球的製備方法。【背景技術】
[0002]複合微球是指以直徑在納米級至微米級之間的球形物，由兩種或兩種以上物質組成的復 合多相結構，各相之間通過物理或化學作用相互連接。複合微球由於其形態和結構組成的可控性而具有較大的應用發展潛力。按照組成材料的不同可分為有機-有機複合微球、有機-無機複合微球和無機-無機複合微球幾種類型。銀納米粒子具有較高的表面活性及吸波等優良性能，因此在催化劑、抗菌、自潔淨、藥物載體、抗靜電和吸波材料等領域有較廣闊的應用前景近年來，其製備方法及應用已經成為研究的熱點。將銀納米粒子負載到聚合物微球表面，得到有機-無機複合微球，可增強銀納米粒子的穩定性和分散性。因而，載銀聚合物複合微球同時擁有聚合物和金屬粒子的優良性能。
[0003]核殼結構複合微球是由兩種或兩種以上的物質分別形成內核和外殼，通過物理或化學作用相互連接組成的複合多相結構。核殼材料的殼層不僅可以調整粒子的表面特性，改變其表面電荷密度、表面活性、生物相容性、穩定及分散性，同時還可以通過特殊梯度結構，將外殼粒子特有的催化活性、電學性能、生物醫藥性能和光學性質等賦予內核微粒。在微球的殼層中引入功能基團，如胺基，利用功能基團與銀原子之間的配位作用，可以大大提高微球對銀納米粒子的負載能力，增加載銀微球的穩定性。核殼結構載銀複合微球在生物醫藥、組裝材料、催化等領域具有廣闊的應用前景。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種載銀聚合物微球的製備方法。
[0005]一種載銀聚合物微球的製備方法，包括以下步驟:
[0006]I)將每30~50g質量分數為10~15%的聚苯乙烯種子乳液與5.0~12.0g的苯乙烯、1.0~3.0g的功能性單體、0.05~0.15g的二乙烯基苯和100ml的蒸懼水混合,攪拌使其混合均勻，攪拌轉速為200~400r/min，再加入1.0~3.0X 10_3mol的引發劑，通氮氣保護，在30~60°C的恆溫水浴中反應2~6h，冷卻得到帶功能性胺基的聚苯乙烯核殼微球；
[0007]2)取5~20g上述微球，加入5~IOmL濃度為5mM的AgNO3溶液，室溫下攪拌8~16h，攪拌速度280r/min，然後加入10~20mL濃度為5mM的NaBH4溶液，攪拌反應I~3h，抽濾，洗滌，乾燥，得到載銀聚合物微球。
[0008]步驟I)中聚苯乙烯種子乳液的製備採用無皂乳液聚合方法，具體步驟如下:
[0009]將每0.75~1.50g的丙烯醯胺與150mL的蒸懼水混合均勻，加入10.5~20.5g的苯乙烯，快速攪拌10~30min，通氮氣保護，加入5~IOmL質量濃度為5%的過硫酸鉀和亞硫酸鈉水溶液，60°C恆溫水浴中反應3h，得到聚苯乙烯種子乳液。
[0010]優選的，步驟I)中所述功能性單體選自丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、N-乙基丙烯醯胺中的一種。
[0011]優選的，步驟I)中所述引發劑選自氧化還原引發劑過硫酸鉀/亞硫酸鈉、過硫酸銨/亞硫酸鈉、過硫酸鉀/亞硫酸氫鈉、過硫酸鉀/硫代硫酸鈉中的一種。
[0012]本發明所提供的載銀聚合物微球的製備方法製備得到的載銀聚合物微球，所述載銀聚合物微球的粒徑在0.4~1.0微米之間，粒徑分布比較均勻。
[0013]本發明所提供的載銀聚合物微球的製備方法製備得到的載銀聚合物微球，所述載銀聚合物微球的銀含量在2.35~39.2%之間。
[0014]本發明製備的載銀聚合物微球工藝簡單，反應條件溫和，微球穩定性能好，大小可控，粒徑在0.4~1.0微米之間，粒徑分布比較均勻；本發明製備的聚合物微球載銀量高，根據反應條件不同，微球載銀量在2.35~39.2%之間；本發明製備的載銀聚合物微球可用於生物醫學領域和催化領域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為載銀聚合物微球的掃描電鏡照片。
【具體實施方式】
[0016]以下對本發明的原 理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。
[0017]實施例1
[0018]聚苯乙烯種子乳液的製備:將0.78g丙烯醯胺、150mL蒸餾水加入到裝有攪拌器、回流冷凝管和溫度計的三口燒瓶中，室溫攪拌使其溶解，加入12.6g苯乙烯，快速攪拌20min，各加入5mL質量濃度為5%的過硫酸鉀和亞硫酸鈉水溶液，通氮氣保護，60°C恆溫水浴中反應3h，得到聚苯乙烯種子乳液。
[0019]稱取30g上述聚苯乙烯種子乳液、7.5g苯乙烯、1.5g丙烯醯胺和0.1g 二乙烯基苯、IOOmL蒸懼水加入三口燒瓶中，攪拌IOmin,攪拌轉速為380r/min,然後加入
1.0X 10_3mol的過硫酸鉀/亞硫酸鈉，通氮氣保護，30°C恆溫水浴中反應4h，停止加熱，得到帶胺基的聚苯乙烯核殼微球。
[0020]稱取20g上述微球溶液，加入5mL濃度為5mM的AgNO3溶液，室溫下攪拌16h，攪拌速度280r/min，然後加入IOmL濃度為5mM的NaBH4,攪拌反應2h，抽濾，洗滌，乾燥，得到載銀聚合物微球。
[0021]圖1是載銀聚合物微球的掃描電鏡照片，從圖中可以看出，複合微球具有規則的球形結構，粒徑分布較均勻。雷射粒度儀測量聚合物微球的平均粒徑為560nm，粒徑分布指數為1.27。能譜分析得到微球表面銀含量為10.2%。
[0022]實施例2
[0023]稱取例I中第一步所得的聚苯乙烯種子乳液40g，1.5 X 10_3mol的過硫酸鉀/硫代硫酸鈉和IOOmL蒸餾水加入到250mL三口燒瓶中，攪拌lOmin，攪拌轉速為350r/min，加入9.0g苯乙烯、1.5g的甲基丙烯醯胺和0.12g 二乙烯基苯，通氮氣保護，50°C恆溫水浴中反應5h，停止加熱，得到帶胺基的聚苯乙烯核殼微球。
[0024]稱取20g上述聚苯乙烯微球溶液，加入5mL濃度為5mM的AgNO3溶液，室溫下攪拌12h，攪拌速度280r/min，然後加入IOmL濃度為5mM的NaBH4,攪拌反應2h，抽濾，洗滌，乾燥，得到載銀聚合物微球。
[0025]聚合物微球的平均粒徑為720nm，粒徑分布指數為1.32。能譜分析得到微球表面銀含量為15.2%。
[0026]實施例3
[0027]稱取例I中第一步所得的聚苯乙烯種子乳液40g，2.0 X 10_3mol的過硫酸鉀/硫代硫酸鈉和IOOmL蒸餾水加入到250mL三口燒瓶中，攪拌lOmin，攪拌轉速為300r/min，加入12.0g苯乙烯、2.0g的N-甲基丙烯醯胺和0.12g 二乙烯基苯，通氮氣保護，60°C恆溫水浴中反應5h，停止加熱，得到帶胺基的聚苯乙烯核殼微球。
[0028]稱取30g上述微球溶液，加入IOmL濃度為5mM的AgNO3溶液，室溫下攪拌16h，攪拌速度280r/min，然後加入20mL濃度為5mM的NaBH4,攪拌反應2h，抽濾，洗滌，乾燥，得到載銀聚合物微球。
[0029]聚合物微球的平均粒徑為780nm，粒徑分布指數為1.54。能譜分析得到微球表面銀含量為28.6%。
[0030]實施例4
[0031]稱取例I中第一步所得的聚苯乙烯種子乳液50g，3.0X 10_3mol的過硫酸銨/亞硫酸鈉和IOOmL蒸餾水加入到250mL三口燒瓶中，攪拌lOmin，攪拌轉速為380r/min，加入12.0g苯乙烯、3.0g的N-乙基丙烯醯胺和0.15g的二乙烯基苯，通氮氣保護，60°C恆溫水浴中反應5h，停止加熱，得到帶胺基的聚苯乙烯核殼微球。
[0032]稱取30g上述微球溶液，加入IOmL濃度為5mM的AgNO3溶液，室溫下攪拌16h，攪拌速度280r/min，然後加入20mL濃度為5mM的NaBH4,攪拌反應2h，抽濾，洗滌，乾燥，得到載銀聚合物微球。
[0033]聚合物微球的平均粒徑為842nm，粒徑分布指數為1.44。能譜分析得到微球表面銀含量為39.2%。
[0034]以上所述僅為本發明的較佳實施方式，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種載銀聚合物微球的製備方法，包括以下步驟: 1)將每30~50g的質量分數為10~15%的聚苯乙烯種子乳液與5.0~12.0g的苯乙烯、1.0~3.0g的功能性單體、0.05~0.15g的二乙烯基苯和100ml的蒸懼水混合,攪拌使其混合均勻，攪拌轉速為200~400r/min，再加入1.0~3.0X10_3mol的引發劑，通氮氣保護，在30~60°C的恆溫水浴中反應2~6h，冷卻得到帶功能性胺基的聚苯乙烯核殼微球； 2)取所述聚苯乙烯核殼微球，每5~20g所述聚苯乙烯核殼微球中加入5~IOmL濃度為5mM的AgNO3溶液,室溫下攪拌8~16h,攪拌速度280r/min,然後加入10~20mL濃度為5mM的NaBH4溶液，攪拌反應I~3h，抽濾，洗滌，乾燥，得到載銀聚合物微球。
2.根據權利要求1所述的載銀聚合物微球的製備方法，其特徵在於:步驟I)中所述功能性單體選自丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、N-乙基丙烯醯胺中的一種。
3.根據權利要求1所述的載銀聚合物微球的製備方法，其特徵在於:步驟I)中所述引發劑選自氧化還原引發劑過硫酸鉀/亞硫酸鈉、過硫酸銨/亞硫酸鈉、過硫酸鉀/亞硫酸氫鈉、過硫酸鉀/硫代硫酸鈉中的一種。
4.根據權利要求1至3任一所述的載銀聚合物微球的製備方法製備得到的載銀聚合物微球，其特徵在於:所述載銀聚合物微球的粒徑在0.4~1.0微米之間，粒徑分布比較均勻。
5.根據權利要求1至3任一所述的載銀聚合物微球的製備方法製備得到的載銀聚合物微球，其特徵在於:所述載銀聚合物微球的銀含量在2.35~39.2%之間。
【文檔編號】C08L25/08GK103788526SQ201410016060
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月14日 優先權日:2014年1月14日
【發明者】李桂英, 陶倩, 郭磊, 戚旻熠 申請人:魯東大學