在 自组装过程中异形微球的规则化排列不受影响。通过该一方法制备的各向异性光子晶体能 够形成W往光子晶体所不能得到的更加细小的光子带隙，大大扩展了光子晶体的应用。
[0021] 本发明提供一种单分散的异形核壳结构聚合物微球制备方法。尤其是交联剂的加 入，使大分子链内部发生交联，形成了与W往不同的形状不规则的各向异性小球，其操作过 程简单可行，得到的异形小球严格单分散。由于异形球形状不规则，不具备阻碍低光子带隙 形成的光波的衰减，紧密堆搁之后可W形成规则光滑微球由于对称结构所不能形成的的光 子带隙，得到的光子带隙更窄，从而扩大了光子晶体的应用范围。同时也拓宽了光子晶体的 生产领域，使光子晶体的生产不仅局限于规则的光滑微球还可W通过异形微球的有序排列 得到。采用无皂乳液一步法聚合得到异形核壳结构的聚合物微球，其操作过程简单易行，且 产物聚合物微球不含如表面活性剂、缓冲剂等杂质，产物纯净，粒径大小可控。由于所制备 的异形聚合物微球及光子晶体纯净，扩展了其在涂料、染料或颜料、薄膜领域的应用。
【附图说明】
[002引图1为实施例1所得到的异形聚合物微球的SEM图和局部放大图。
[002引图2为实施例12所得到的异形聚合物微球的SEM图和局部放大图。
[0024] 图3为实施例13所得到的异形聚合物微球的SEM图和局部放大图。
[002引图4为实施例14所得到的异形聚合物微球的SEM图和局部放大图。
[0026] 图5为实施例2所得到的异形聚合物微球的SEM图。
[0027] 图6为实施例5所得到的异形聚合物微球的SEM图。
[002引图7为实施例所得到的各向异性光子晶体沉积在基体上所得到的照片。其中a, b，C，d，e图分别为实施例1~3,4~5,6, 7~8,9~11。
【具体实施方式】
[0029] 下面实施例结合附图对本发明作进一步说明。
[0030] 实施例1 ;
[003U 将亲水单体甲基丙締酸缩水甘油醋0. 2111以疏水单体苯己締2mL和二己締基苯 0. 05mL加入含有30mL去离子水的S颈瓶中通氮气揽拌30~60min连续通氮气，升温至 75°C，然后加入溶有0. 04g过硫酸钟引发剂的水溶液。反应2化，得到单分散的苯己締-二 己締基苯-甲基丙締酸缩水甘油醋（PS-DVB-PGMA)异形共聚物微球乳液。异形聚合物微球 的SEM图化及局部放大图如图1所示。
[0032] 在常压下，将上述得到的微球和水溶液W 1:30体积比例配置成稀溶液将用浓硫 酸浸泡12h的玻璃片垂直放入该溶液中，在60°C的恒温干燥箱中放置2化。通过蒸发时溶 液产生的对垂直玻璃片的表面张力作用使溶液中的微球有秩序的垂直排列在玻璃片上。所 得到沉积在基体上异形光子晶体如图7中a所示。
[0033] 实施例2~11 ;同实施例1的工艺条件，改变水的加入量，合成不同粒径的单分散 的苯己締-二己締基苯-甲基丙締酸缩水甘油醋（PS-DVB-PGMA)异形共聚物微球乳液，结 果见表1。
[0034] 室温下，将实施例2~11所得单分散的PS-DVB-PGMA异形聚合物微球乳液水W 1:30的体积比例混合，并将预先用浓硫酸浸泡12h的玻璃片垂直放入其中。在常压60°C的 环境下，即可得呈现独特颜色的规则结构光子晶体。所得到的沉积在基体上异形光子晶体 如图7中b~e所示。实施例2所得到的异形聚合物微球的SEM图见图5,实施例5所得到 的异形聚合物微球的SEM图见图6。
[0035] 表 1
[0036]
【主权项】
1. 一种各向异性光子晶体的制备方法，其特征在于其具体步骤如下： 1) 将亲水单体、疏水单体、交联剂加入溶剂中，通氮气加热后进行聚合反应，再加入引 发剂溶液，继续通氮气反应，得到单分散的异形聚合物微球； 2) 将步骤1)制备的单分散异形聚合物微球分散于水中，得到聚合物微球乳液，将玻璃 片放入聚合物微球乳液中，待水分完全挥发后，即得各向异性光子晶体。
2. 如权利要求1所述一种各向异性光子晶体的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所 述亲水单体、疏水单体、交联剂、溶剂和引发剂溶液按质量百分比的含量为：亲水单体和疏 水单体为1 %~20 %，交联剂为亲水单体和疏水单体总质量的2. 5 %~25. 4%，引发剂为亲 水单体和疏水单体总质量的0. 1 %~5%，其余为溶剂；所述亲水单体与疏水单体的体积比 为 1 : (3 ~20)。
3. 如权利要求1所述一种各向异性光子晶体的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所 述亲水单体选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰 胺、丙烯酸中的至少一种。
4. 如权利要求1所述一种各向异性光子晶体的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所 述疏水单体采用苯乙烯。
5. 如权利要求1所述一种各向异性光子晶体的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所 述交联剂采用二乙烯基苯。
6. 如权利要求1所述一种各向异性光子晶体的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所 述溶剂采用水。
7. 如权利要求1所述一种各向异性光子晶体的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所 述引发剂溶液采用过硫酸钾，引发剂溶液的质量百分比浓度可为〇. 2%~2%。
8. 如权利要求1所述一种各向异性光子晶体的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所 述加热的温度为65~85 °C，所述聚合反应时进行搅拌，搅拌速度为200~600rpm ;所述继 续通氮气反应的时间可为24h。
9. 如权利要求1所述一种各向异性光子晶体的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所 述聚合物微球乳液的质量百分浓度为5%~30%。
10. 如权利要求1所述一种各向异性光子晶体的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所 述玻璃片预先用硫酸处理，处理的时间为12h ;所述将玻璃片放入聚合物微球乳液中最好 将玻璃片垂直放入聚合物微球乳液中，在60°C下，随着溶剂的蒸发乳液中的单分散聚合物 微球自组装，形成规整堆砌的规则结构，水分完全挥发后即得颜色广泛可调的各向异性光 子晶体。
【专利摘要】一种各向异性光子晶体的制备方法，涉及各向异性光子晶体。1)将亲水单体、疏水单体、交联剂加入溶剂中，通氮气加热后进行聚合反应，再加入引发剂溶液，继续通氮气反应，得到单分散的异形聚合物微球；2)将步骤1)制备的单分散异形聚合物微球分散于水中，得到聚合物微球乳液，将玻璃片放入聚合物微球乳液中，待水分完全挥发后，即得各向异性光子晶体。交联剂的加入使大分子链内部发生交联，形成了与以往不同的形状不规则的各向异性小球，其操作过程简单可行，得到的异形小球严格单分散。采用无皂乳液一步法聚合得到异形核壳结构的聚合物微球，其操作过程简单易行，且产物聚合物微球不含如表面活性剂、缓冲剂等杂质，产物纯净，粒径大小可控。
【IPC分类】C30B29-58, C30B7-04
【公开号】CN104630876
【申请号】CN201510078784
【发明人】戴李宗, 王爽, 余世荣, 袁丛辉, 柳超, 刘永洲, 罗伟昂, 何凯斌, 刘新瑜
【申请人】厦门大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月13日