一种可降解聚两性电解质微凝胶的制备方法

摘要

本发明涉及一种可降解聚两性电解质微凝胶的制备方法，通过配置反相微乳液、水相溶液、油相溶液，以油相为母液制成透明泛微蓝光油包水反相微乳液，在电热、水浴、充氮、搅拌状态下加入引发剂过硫酸铵水溶液、N，N，N′，N′-四甲基乙二胺水溶液进行聚合反应，制成聚两性电解质微凝胶乳液，经丙酮破乳沉淀、洗涤、抽滤、透析、离心分离、真空干燥，制得乳白色、网孔形、疏松状聚两性电解质微凝胶粉体颗粒，干态球形颗粒平均直径为80nm，比表面积为48.478/m2·g-1，网孔平均直径为30.23nm，等电点处粒子流体力学直径为105.7nm，此制备方法产收率高，达99.5％，产物纯度好，达99.6％。

主权项

1.一种可降解聚两性电解质微凝胶的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：甲基丙烯酸、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、N，N′-双(丙烯酰)胱胺、失水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯、异辛烷、过硫酸铵、N，N，N′，N′-四甲基乙二胺、盐酸、氢氧化钠、氯化钠、丙酮、去离子水、洁净水、氮气，其组合用量如下：以克、毫升、厘米³为计量单位甲基丙烯酸：MAA20ml±0.01ml甲基丙烯酸二乙氨基乙酯：DEA25ml±0.01mlN，N′-双(丙烯酰)胱胺：CBA0.5g±0.0001g失水山梨醇单油酸酯：45ml±0.1ml聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯：30ml±0.1ml异辛烷：280ml±0.1ml过硫酸铵：(NH₄)₂S₂O₈                    5g±0.001gN，N，N′，N′-四甲基乙二胺：50ml±0.001ml盐酸：HCl 45ml±0.1ml氢氧化钠：NaOH 20g±0.01g氯化钠：NaCl 20g±0.01g丙酮：CH₃COCH₃ 2000ml±5ml去离子水：H₂O 100000ml±50ml洁净水：H₂O 10000ml±50ml氮气：N₂ 100000cm³±50cm³制备方法如下：(1)精选化学物质材料对制备所需的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：甲基丙烯酸：液态液体 99.5％甲基丙烯酸二乙氨基乙酯：液态液体 99.5％N，N′-双(丙烯酰)胱胺：固态固体 99.5％失水山梨醇单油酸酯：液态液体 95％聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯：液态液体 95％异辛烷：液态液体 99.0％过硫酸铵：固态固体 99.5％N，N，N′，N′-四甲基乙二胺：液态液体 99.5％盐酸：液态液体  浓度37％氢氧化钠：固态固体 99％氯化钠：固态固体 99.5％丙酮：液态液体 99.5％去离子水：液态液体 99.99％洁净水：液态液体 80％氮气：气态气体 99.99％(2)配置反相微乳液①配置水相溶液将甲基丙烯酸二乙氨基乙酯4.8ml，置于烧杯中，然后加入甲基丙烯酸3.05ml，用搅拌器搅拌2min，成：单体混溶物；将去离子水17.5ml加入单体混溶物中，用搅拌器搅拌，时间6min，成：澄清水相液；将交联剂N，N′-双(丙烯酰)胱胺0.0375g，加入澄清水相液中，用搅拌器搅拌2min；在配置澄清水相液过程中，将发生化学物理反应；②配置油相溶液将乳化剂失水山梨醇单油酸酯8.2ml、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯5.2ml，置于烧杯中，用搅拌器搅拌2min，然后加入油相异辛烷55.6ml，继续搅拌10min，成：澄清油相溶液；在配置澄清油相溶液过程中，将发生化学物理反应；③配置油包水反相微乳液以澄清油相溶液为母液，置于三口烧瓶中；在三口烧瓶上插入滴液漏斗，将澄清水相溶液置于滴液漏斗中，然后进行滴加，滴加速度0.9ml/min，边滴加边搅拌，时间30min，成：透明泛微蓝光油包水反相微乳液；在配置油包水反相微乳液过程中，将发生化学物理反应；(3)聚合制备聚两性电解质微凝胶①制备在四口烧瓶、水浴缸、电热皿设备上进行；②在电热皿上置放水浴缸，在水浴缸上部置放四口烧瓶，在水浴缸内加入洁净水5000ml，成水浴水，四口烧瓶浸没在水浴水中，浸没深度为烧瓶的3/4；③在四口烧瓶上，从左至右依次插入氮气管、滴液漏斗、磁力搅拌器、出气管；④分别配制氧化-还原引发剂1)配制过硫酸铵+去离子水引发剂将过硫酸铵1g置于烧杯中，然后加入去离子水10ml，用搅拌器搅拌1min，成：过硫酸铵水溶液；2)配制N，N，N′，N′-四甲基乙二胺+去离子水引发剂将N，N，N′，N′-四甲基乙二胺0.13ml置于烧杯中，然后加入去离子水10ml，用搅拌器搅拌1min，成：N，N，N′，N′-四甲基乙二胺水溶液；⑤开启电热皿，使其升温，水浴缸中的水浴水温度升至30℃±2℃，并在此温度恒定；⑥开启氮气瓶、氮气阀，向四口烧瓶输入氮气，氮气输入速度为20cm³/min，驱除四口烧瓶内氧气及有害气体，氮气输入时间30min；⑦加入引发剂过硫酸铵水溶液用微量注射器取0.2ml过硫酸铵水溶液置于滴液漏斗中，开启磁力搅拌器、控制阀，进行滴加，边滴加边搅拌，时间10min；⑧加入引发剂N，N，N′，N′-四甲基乙二胺水溶液用微量注射器取0.2mlN，N，N′，N′-四甲基乙二胺水溶液置于滴液漏斗中，开启磁力搅拌器、控制阀，边滴加边搅拌，时间10min；⑨冷却、静置加入引发剂后，在四口烧瓶中将进行聚合反应，时间240min±2min；关闭电热皿、氮气瓶、搅拌器，使水浴缸内的水浴水温度自然冷却至20℃±2℃，成：聚两性电解质微凝胶乳液；⑩在加入引发剂、输入氮气过程中，出气管将散出氮所、氧气及有害气体；在聚合制备聚两性电解质微凝胶过程中将发生化学反应，反应式如下：产物结构式：式中：A：B：M：C：碳原子    Et：乙基    S：硫原子    H：氢原子羧基负离子羧基负离子氮正离子氮正离子x：聚合度    y：聚合度    z：聚合度    k：聚合度(4)加入丙酮、破乳沉淀将冷却后的聚两性电解质微凝胶乳液留置四口烧瓶内；将丙酮50ml加入滴液漏斗中，向四口烧瓶滴加；开启磁力搅拌器，边滴加、边搅拌，时间10min；聚两性电解质微凝胶乳液变为：澄清+沉淀状态，反相微乳液破乳，成：澄清+沉淀混合物，即：聚两性电解质微凝胶聚合物澄清+沉淀混合物；(5)抽滤将聚两性电解质微凝胶聚合物澄清+沉淀混合物，置于抽滤瓶上的布氏漏斗中，用三层中速定性滤纸进行抽滤，产物滤饼留在滤纸上，废液抽至滤瓶中，产物滤饼即为：聚两性电解质微凝胶；(6)洗涤、抽滤将产物滤饼置于烧杯中，加入丙酮100ml，用搅拌器搅拌洗涤；洗涤后置于抽滤瓶上的布氏漏斗中，用三层中速定性滤纸进行抽滤，滤纸上留存产物滤饼，废液抽至滤瓶中；洗涤、抽滤重复进行十次；(7)透析将滤饼放入透析袋内，加入去离子水100ml，去离子水的体积为透析袋体积2/3，然后将透析袋放入盛有500ml去离子水的玻璃杯中进行透析，每隔1440min换一次去离子水，透析时间168h，透析后成：分散液；(8)离心分离将透析后的分散液置于离心釜内，进行离心分离，离心转速8000r/min，时间45min±2min，成：胶态产物；(9)真空干燥离心分离后的胶态产物置于石英产物舟中，然后置于真空干燥箱中进行干燥，干燥温度50℃±2℃，真空度10Pa，干燥时间480min±2min；干燥后得最终产物，即：乳白色、网孔形、疏松状聚两性电解质微凝胶粉体颗粒；(10)检测、分析、表征对制备的乳白色、网孔形、疏松状聚两性电解质微凝胶粉体颗粒的形貌、色泽、化学成份、颗粒直径、化学物理性能进行分析、表征；用透射电镜进行形貌分析；用红外光谱仪，进行单体及单体混溶物特征官能团吸收峰测量；用自动吸附仪，进行产物比表面积及网孔直径测量；用动态光散射法，在波长600nm、散射角90度、20℃恒温下，进行产物粒径测量；用调节酸碱度、紫外-可见分光光度法，在波长600nm下，进行产物分散液透光率测量；用紫外-可见分光光度法，在波长600nm、等电点范围pH＝6状态下，进行产物反聚电解质效应测量；结论：产物为乳白色、网孔形、疏松状聚两性电解质微凝胶粉体球形颗粒；干态球形颗粒平均直径为80nm，比表面积为48.478/m²·g^-1，网孔平均直径为30.23nm，等电点处粒子流体力学直径为105.7nm。(11)储存对制备的乳白色网孔形疏松状聚两性电解质微凝胶粉体颗粒产物，密闭储存于无色透明的玻璃容器中，置于阴凉、干燥、洁净环境，要防潮、防晒、防酸、碱、盐侵蚀，储存温度20℃±2℃，相对湿度≤10％。