一種基於羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠及其製備方法
2023-05-09 04:02:26
一種基於羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠，屬於新材料領域。本發明以偶氮二異丁腈為引發劑，[VEOIm]Br離子液體為功能單體，[VBTP]Cl或[VVBIm]Cl離子液體為共聚單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)為交聯劑，在選擇性溶劑甲醇中通過自由基共聚法一步而得。所製備的溫敏性納米凝膠具有粒徑可調、物理及化學性質穩定等特性；結構中的羥基可以與溶劑或者其他結構形成氫鍵，氫鍵的形成及解離受溫度控制，並且此過程是可逆的，從而實現了該納米凝膠可逆的溫度響應性，在CO2固定、催化等領域具有廣闊的應用前景。
【專利說明】一種基於羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種溫敏性納米凝膠材料，尤其涉及一種基於羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠及其製備，屬於新材料領域。
【背景技術】
[0002]自從1965年Heskins發現聚N-異丙基丙烯酞胺(PPNIPAm)水溶液在很窄的溫度範圍內溶解度會發生顯著變化，而且高溫時溶解度降低，溫度敏感性高分子材料成為功能材料界研究熱點之一。溫度敏感性高分子材料是指對溫度有響應性，具有較低臨界溶解溫度的一類高分子材料，如聚乙烯基異丁酞胺PNVIBA)、聚氧化乙烯醚(PEO)，聚乙烯毗咯烷酮(PVP)，聚異丙基丙烯酞胺(PPNIPAm)等，由於分子的特殊結構——含有醚鍵，取代的酞胺、羥基等官能團，其水溶液被加熱至較低臨界溶解溫度之上時，粒子體積發生收縮，溶解度驟降，水溶液分解成兩相 ，宏觀上呈現混濁，並且這種轉變是具有可逆性的。這種溫度敏感性聚合物已被用來製成凝膠、微球等，並廣泛地應用於生物，化學藥物釋放，物相分離，醫用生物高分子材料等領域。目前所報導的溫敏性聚合物材料溫度變化範圍不可調，對生物體具有毒性，因此開發新型的溫敏性材料是當前高分子研究的前沿熱點領域之一。
[0003]離子液體(1nic Liquids, ILs)是指主要由有機陽離子和無機或有機陰離子構成的在室溫或近於室溫下呈液態的鹽，它們具有很多其他溶劑不可比擬的獨特性質。與傳統的液態純物質相比較，離子液體完全由離子構成；與常規離子型純物質相比較，它在室溫下呈液態，蒸氣壓幾乎為零，無色無臭，具有較好的化學穩定性，較寬的電化學穩定電位窗口和溫度穩定範圍，有希望作為一類綠色環保的溶劑而取代傳統的有機溶劑。此外，離子液體具有可設計、較強的催化性能、易製備、可重複使用等諸多優點。正是由於這些優點，使得離子液體在精細化工、分離、催化和電化學等方面都具有非常廣泛的應用前景。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是利用離子液體的特點，製備一種基於羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠材料。
[0005]本發明的另一目的是提供一種上述基於羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠材料的製備方法。
[0006]一、基於羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠材料的製備
本發明基於羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠材料製備是以甲醇為溶劑，偶氮二異丁腈為引發劑，二甲基丙烯酸乙二醇酯為交聯劑，在N2保護下，使溴化1-乙烯基-3-羥乙基咪唑離子液體與氯化-4-乙烯基苄基-三苯基鱗離子液體以5:1~20:1的摩爾比，於65~75 1:攪拌反應20~80h，或使溴化1-乙烯基_3_羥乙基咪唑離子液體與氯化1_乙烯基-3-(4-乙烯基苄基)咪唑離子液體以2:1~10:1的摩爾比，於65~75 1:攪拌反應5~34h，得到的乳液即為基於羥基咪唑離子液體納米凝膠。[0007]上述引發劑偶氮二異丁腈的用量為離子液體單體總摩爾量的1%~2% ;交聯劑二甲基丙烯酸乙二醇酯的用量為離子液體總摩爾量的5%~70%。
[0008]二、基於羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠的結構
下面通過紅外譜圖、動態光散射等對本發明溫敏性納米凝膠材料的結構進行分析說明。
[0009]1、紅外譜圖分析
圖1為上述方法製備的基於羥基咪唑離子液體納米凝膠的紅外譜圖(不同比例的羥基-乙烯基咪唑的交聯)。通過圖1的多組紅外譜圖的對比，共同的出峰位置有:3407(^'3343CHT1，此峰值歸屬於_0H(帶氫鍵)，這可能是由於樣品中的溶劑沒有除乾淨:1724(3!^1處歸屬於酯羰基中C=O的伸縮振動峰:165101^1634(^1處峰歸屬於C=C雙鍵的伸縮振動峰。而隨著溴化1-乙烯基-3-羥乙基咪唑離子液體的加入，新的出峰位置有:(4)3067(^'3055CHT1，此峰歸屬於C-H…X_當中C-H鍵的伸縮振動區域；⑶1551CHT1處峰歸屬於咪唑環中C=N的伸縮振動峰；(C) 1070CHT1處峰歸屬於CH2-OH中C-O的伸縮振動峰。因此，我們經過分析得出結論，上述製備的含有羥基的羥基咪唑離子液體納米凝膠的結構如下:
【權利要求】
1.一種基於羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠，其結構式為:
2.如權利要求1所述基於羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠的製備方法，是以甲醇為溶劑，偶氮二異丁腈為引發劑，二甲基丙烯酸乙二醇酯為交聯劑，在N2保護下，使溴化1-乙烯基-3-羥乙基咪唑離子液體與氯化-4-乙烯基苄基-三苯基鱗離子液體以5:1~20:1的摩爾比，於65~75 1:攪拌反應20~80h，或使溴化1-乙烯基_3_羥乙基咪唑離子液體與氯化1-乙烯基-3-(4-乙烯基苄基)咪唑離子液體以2:1~10:1的摩爾比，於65~75 1:攪拌反應5~34h，得到的乳液即為基於羥基咪唑離子液體納米凝膠。
3.如權利要求2所述基於羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠的製備方法，其特徵在於:引發劑偶氮二異丁腈的用量為離子液體單體總摩爾量的1%~2%。
4.如權利要求2所述基於羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠的製備方法，其特徵在於:交聯劑二甲基丙烯酸乙二醇酯的用量為離子液體總摩爾量的5%~70%。
5.如權利要求2所述基於羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠的製備方法，其特徵在於:所述甲醇為絕對甲醇。
6.如權利要求1所述基於羥基咪唑離子液體的溫敏性納米凝膠，其特徵在於:其UCST為-25~40°C ;當溫度低於UCST時，溫敏性凝膠的納米粒子從甲醇溶劑中沉澱出來；而當溫度超過UCST時，沉澱的納米凝膠粒子又重新分散到甲醇溶劑中形成穩定的乳液。
【文檔編號】C08F222/14GK103980423SQ201410180515
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】熊玉兵, 焦振乾, 李鳳, 苗叢叢, 張靜 申請人:西北師範大學