一种聚合物微胶囊的制备方法与流程

本发明涉及一种聚合物微胶囊的制备方法，具体涉及以同时具有表面活性和引发单体聚合功能的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯为大分子乳化剂和引发剂，在不额外加入小分子乳化剂和引发剂的条件下，引发疏水性单体聚合，得到聚合物微胶囊。

背景技术：

聚合物微胶囊能保护物质免受环境影响，改变物质表面性能，隔离活性成分，降低挥发性和毒性，控制可持续释放等多种作用，在医药、食品、化妆品、涂料、农药、添加剂等多个领域有广泛的应用。依据成囊机理和条件，聚合物微胶囊的制备方法可分为模板法、层层自组装法、复凝聚法、喷雾干燥法、界面聚合法、相分离法和原位聚合法等。

上述制备方法中，界面聚合法、相分离法和原位聚合法因广泛的单体适用性而被用于制备粒径从几十纳米到上百微米的聚合物微胶囊。界面聚合法的原理是将两种活性单体分别溶解在互不相溶的溶剂中，当一种溶液被分散在另一种溶液中时，两相溶液中的单体在相界面发生聚合反应形成胶囊。该方法需要在单体的种类、浓度以及两相溶剂的配比等方面进行精心的设计和选择，因此限制条件较多，不易制备多品种的聚合物微胶囊。相分离法是将微胶囊的芯材与壁材共溶于有机溶剂并在水中乳化形成乳液，通过溶剂挥发过程中芯材与壁材之间的相分离，制得多种形貌的微胶囊。但是，该方法需要使用大量的有机溶剂，在挥发过程中会造成严重的环境污染。原位聚合法是以作为芯材的反应性单体或其可溶性预聚体与引发剂为分散相，通过在水中加入表面活性剂将分散相乳化，芯材中的单体或预聚体聚合后形成的聚合物因与单体或预聚体不相容而发生相分离形成微胶囊。该方法的不足之处在于需要使用大量的表面活性剂和引发剂，体系较为复杂。

技术实现要素：

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种聚合物微胶囊的制备方法。

技术方案

一种聚合物微胶囊的制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将具有表面活性和引发单体聚合功能的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、疏水性单体和水按质量比为0.1～1:1～10:10～100的比例混合后乳化1～30分钟得到水包油乳液；

步骤2：然后加热至60～100℃以引发单体的聚合反应，保温2～24小时后结束反应；

步骤3：用水清洗反应后的乳液以除去未反应的单体、溶于水中的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，得到聚合物微胶囊。

所述疏水性单体为苯乙烯、4-羟甲基苯乙烯、4-氯甲基苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、二乙烯基苯、二甲基丙烯酸乙二醇或二丙烯酸乙二醇酯。

有益效果

本发明提出的一种聚合物微胶囊的制备方法，利用同时具有表面活性和引发单体聚合功能的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯为大分子乳化剂和引发剂，在加热条件下引发疏水性单体的聚合，得到聚合物微胶囊。与现有的聚合物微胶囊制备方法相比，无需加入额外的小分子乳化剂和引发剂等，体系和制备工艺简单，后处理简便，通用性强，成本较低，适合工业化大规模生产。

本发明所涉及的聚合物微胶囊制备方法属于原位聚合法，优势之处在于引入同时具有表面活性和引发单体聚合功能的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯为大分子乳化剂和引发剂，在不额外加入小分子乳化剂和引发剂的条件下，即可引发疏水性单体聚合，得到聚合物微胶囊。该方法体系和制备工艺简单，后处理简便，通用性强，成本较低，适合工业化大规模生产。

附图说明

图1：聚甲基丙烯酸缩水甘油酯引发甲基丙烯酸甲酯所得聚合物微胶囊的扫描电镜照片。

图2：聚甲基丙烯酸缩水甘油酯引发二乙烯基苯所得聚合物微胶囊的扫描电镜照片。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

实施例1：聚甲基丙烯酸缩水甘油酯引发苯乙烯聚合制备聚合物微胶囊

将6g聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、40g苯乙烯单体、100g水混合后，于室温搅拌乳化10分钟，加热至60℃，反应12小时后，用水充分清洗除去未聚合的苯乙烯及溶于水中的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，得到聚苯乙烯微胶囊。

实施例2：聚甲基丙烯酸缩水甘油酯引发二乙烯基苯聚合制备聚合物微胶囊

将4g聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、40g二乙烯基苯单体、100g水混合后，于室温搅拌乳化10分钟，加热至70℃，反应12小时后，用水充分清洗除去未聚合的二乙烯基苯及溶于水中的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，得到聚二乙烯基苯微胶囊。

实施例3：聚甲基丙烯酸缩水甘油酯引发4-羟甲基苯乙烯聚合制备聚合物微胶囊

将4g聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、40g 4-羟甲基苯乙烯单体、100g水混合后，于室温搅拌乳化30分钟，加热至70℃，反应12小时后，用水充分清洗除去未聚合的4-羟甲基苯乙烯及溶于水中的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，得到聚(4-羟甲基苯乙烯)微胶囊。

实施例4：聚甲基丙烯酸缩水甘油酯引发4-氯甲基苯乙烯聚合制备聚合物微胶囊

将6g聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、60g 4-氯甲基苯乙烯单体、150g水混合后，于室温搅拌乳化30分钟，加热至80℃，反应10小时后，用水充分清洗除去未聚合的4-氯甲基苯乙烯及溶于水中的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，得到聚(4-氯甲基苯乙烯)微胶囊。

实施例5：聚甲基丙烯酸缩水甘油酯引发甲基丙烯酸甲酯聚合制备聚合物微胶囊

将8g聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、40g甲基丙烯酸甲酯单体、100g水混合后，于室温搅拌乳化30分钟，加热至60℃，反应12小时后，用水充分清洗除去未聚合的甲基丙烯酸甲酯及溶于水中的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，得到聚甲基丙烯酸甲酯微胶囊。

实施例6：聚甲基丙烯酸缩水甘油酯引发甲基丙烯酸丁酯聚合制备聚合物微胶囊

将4g聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、40g甲基丙烯酸丁酯单体、100g水混合后，于室温搅拌乳化20分钟，加热至60℃，反应12小时后，用水充分清洗除去未聚合的甲基丙烯酸丁酯及溶于水中的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，得到聚甲基丙烯酸丁酯微胶囊。

实施例7：聚甲基丙烯酸缩水甘油酯引发二丙烯酸乙二醇酯聚合制备聚合物微胶囊

将4g聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、40g二丙烯酸乙二醇酯单体、100g水混合后，于室温搅拌乳化20分钟，加热至70℃，反应12小时后，用水充分清洗除去未聚合的二丙烯酸乙二醇酯及溶于水中的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，得到聚二丙烯酸乙二醇酯微胶囊。

实施例8：聚甲基丙烯酸缩水甘油酯引发苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯共聚合制备聚合物微胶囊

将6g聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、20g苯乙烯单体、20g甲基丙烯酸甲酯单体、100g水混合后，于室温搅拌乳化10分钟，加热至60℃，反应12小时后，用水充分清洗除去未聚合的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯及溶于水中的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，得到聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯)微胶囊。