一种纳米荧光温度计的制备方法

摘要

本发明属于高分子材料领域，涉及一种以具有荧光性质且温敏可控的纳米微球为基础的荧光纳米温度计的制备方法。该方法首先合成具有温敏特性的核壳结构聚合物纳米微球，进而将具有AIE性质的荧光分子复合进微球壳层中，实现荧光分子的荧光骤然增强，获得具有荧光性质且温敏可控的纳米水凝胶微球，其荧光强度随着环境温度的升高或降低而实现线性可逆减弱或增强的变化，并在2℃～95℃范围内具有很好的稳定性。这种温敏性水凝胶材料在纳米荧光温度计、生物纳米材料、多重响应传感器等方面具有很好的应用价值和前景。

主权项

一种纳米荧光温度计的制备方法，其步骤如下：(1)在盛有蒸馏水的反应器中，加入具有温敏性质的聚合单体1，待其完全溶解后再加入30～60mmol聚合单体2，具有温敏性质的聚合单体1的摩尔用量是聚合单体2的6％～20％，室温下进行强烈搅拌，通氮气排氧30～50分钟后升温至65～75℃，再加入是聚合单体1摩尔量0.5％～5％的引发剂的水溶液引发聚合，溶液由澄清逐渐变成乳白色乳液，保持温度65～75℃，强烈搅拌下反应12～20小时，然后降至室温并进行过滤，得到聚合物乳液，将聚合物乳液用蒸馏水反复离心和洗涤产物3～5次，最终得到聚合物纳米微球；(2)将步骤(1)得到的聚合物纳米微球全部再分散到盛有蒸馏水的反应器中，微球乳液浓度为10g/l～25g/l，称取30～50mmol具有温敏性质的聚合单体1和1.2～8mmol聚合单体3加入到该反应容器中，强烈搅拌，室温下通氮气除氧30～50分钟后升温至65～75℃；再加入是聚合单体1摩尔量0.5％～5％的引发剂的水溶液引发聚合，保持温度65～75℃，强烈搅拌下反应12～20小时，然后降至室温并进行过滤，得到聚合物乳液，将所得聚合物乳液用蒸馏水反复离心和洗涤产物3～5次，即得到具有温敏特性的核/壳结构的聚合物纳米微球；(3)在反应器中加入5～10ml步骤(2)制备的具有温敏特性的核/壳结构的聚合物纳米微球乳液，调节并保持pH＝7.0～8.0，然后加入2.5×10‑7mol～2.5×10‑6mol具有AIE性质的荧光分子，保持总体积为10～15ml，通入氮气保护，磁力搅拌，在25～35℃下反应5～8h，用蒸馏水反复离心洗涤3～5次，得到复合AIE性质荧光分子的具有荧光性质且温敏可控的核/壳结构聚合物纳米微球分散乳液，纳米微球粒径为20nm～1000nm，由于所制得的纳米微球体系的最大荧光强度数值与环境温度呈线性对应的定量关系，因此制备得到纳米荧光温度计；其中，具有温敏性质的聚合单体1是N‑异丙基丙烯酰胺PNIPAM、乙烯己内酰胺VCL、N，N‑二乙基丙烯酰胺DEAM或N‑丙烯酸琥珀酰亚胺NAS；聚合单体2是氟代苯乙烯F‑St、苯乙烯St、甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA或甲基丙烯酸甲酯MMA；聚合单体3是丙烯酸AA、甲基丙烯酸MA或甲基丙烯酸钠；具有AIE性质的荧光分子为溴化(N，N，N‑三乙基‑3‑(4‑(1，2‑二苯基‑2‑(4‑(2‑三乙基胺)乙氧基)乙烯基)乙烯基)苯基)丙基胺、3‑(4‑(1，2‑二苯基‑2‑(4‑磺基乙氧基)苯基)乙烯基)丙基‑1‑磺酸钠、溴化2，2’，2”‑(4，4’，4”‑(2‑(4‑(3‑s三乙胺)丙基)苯基)1，1，2‑三苯基乙烯基三氧)三(N，N，N‑三乙基乙胺)或六苯基噻咯。