聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板材料的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种聚三聚氰胺?甲醛聚合物微球三维模板材料的制备方法，包括以下步骤：将三聚氰胺和甲醛按照1:10?50的摩尔比在100ml去离子水中混合均匀，随后缓慢升温至30?85℃进行预聚反应20?60min；接着滴加适量甲酸或乙酸进行沉淀反应40?80min，反应产物经离心水洗得聚三聚氰胺?甲醛微球；将微球分散于水中得固液比为0.5g?1g/100ml的乳液，乳液自然沉降5?10天后在35?45℃真空干燥即得。采用该方法制备的聚合物微球模板材料具有粒径尺寸极其均一、粒径小、比表面积大、结构规整有序、吸附性强、凝聚作用大及表面反应能力强等特性。
【专利说明】
聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板材料的制备方法
技术领域
[0001]本发明属于聚合物微球科学与应用技术领域，具体涉及一种聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]聚三聚氰胺-甲醛(MF)微球是一类应用广泛的材料，MF微球与无机氧化物在物理化学性质上的差异使其作为模板非常容易去除，良好的力学性能使其能作为优良的三维模板材料来制备其它三维大孔材料。单分散聚三聚氰胺-甲醛型聚合物微球具有粒径均一、形貌规则、良好的表面反应能力和易于功能化等优点，在免疫技术和疾病早期诊断等领域也具有很高的研究和应用价值。
[0003]尽管聚三聚氰胺-甲醛型聚合物微球有如上所述优点和应用前景，但是现有技术存在诸多不足，包括I微米级及以下聚三聚氰胺-甲醛型聚合物微球聚合反应条件难控制、制备方法复杂、粒径不可控、微球粒径不均匀、空间矩阵排列不规整等诸多问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决现有聚三聚氰胺-甲醛型聚合物微球反应条件难控制、微球粒径不均匀、空间矩阵排列不规整等不足，提供一种聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板材料的制备方法，采用该方法制备的聚合物微球模板材料具有粒径尺寸极其均一、粒径小、比表面积大、结构规整有序、吸附性强、凝聚作用大及表面反应能力强等特性。本发明的技术方案如下:
[0005]—种聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板材料的制备方法，包括以下步骤:(I)将三聚氰胺和甲醛加入到去离子水中搅拌混合均匀，缓慢升高混合溶液温度后保温反应；
(2)向混合溶液中滴加一定量酸溶液调节pH后继续反应，反应完成后经离心、水洗得到聚三聚氰胺-甲醛微球；(3)将聚三聚氰胺-甲醛微球分散于水中得单分散三聚氰胺-甲醛微球乳液，将乳液常温自然沉降数天再进行真空干燥后即得。
[0006]步骤(I)中三聚氰胺和甲醛的摩尔比为1:10-50，混合溶液升温至30-85°C，保温反应20-60min。
[0007]步骤(2)调节pH所用的酸为甲酸或乙酸，甲酸或乙酸与三聚氰胺单体的质量比为1:5-15，调节pH后继续反应40-80min。
[0008]步骤(3)所述单分散三聚氰胺-甲醛微球乳液的固液比为0.5-lg/100ml，常温自然沉降5-10天，真空干燥温度为35-45°C。
[0009]本发明提供的聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球的制备方法具有以下有益效果:(1)以三聚氰胺、甲醛为原料，经沉淀聚合反应和自然沉降两个步骤制得聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球，原料来源简单成本低、制备工艺简单、所得产物纯度较高；(2)与传统聚合物微球相比，本发明方法制备的聚合物微球具有粒径尺寸极其均一、粒径小、比表面积大、结构规整有序、吸附性强、凝聚作用大及表面反应能力强等特性；(3)应用潜力大，本发明方法制备的聚合物微球在生物化学、分析化学、免疫医学以及某些高新技术领域有着较大的应用潜力。
【附图说明】
[0010]图1为本发明实施例1制备的聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板SEM图，其中图Ι-a的放大倍率为2000，图Ι-b的放大倍率为10000;
[0011]图2为本发明实施例2制备的聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板SEM图，其中图
2-a的放大倍率为5000，图2-b的放大倍率为5000;
[0012]图3为本发明实施例3制备的聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板SEM图，其中图
3-a的放大倍率为5000，图3-b的放大倍率为10000;
[0013]图4为本发明实施例4制备的聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板SEM图，其中图
4-a的放大倍率为8000，图4-b的放大倍率为30000。
【具体实施方式】
[0014]为使本领域普通技术人员充分理解本发明的技术方案和有益效果，下面结合具体实施例及附图进行进一步说明。
[0015]本发明及实施例中所用试剂如无特殊说明均为市售化学试剂。
[0016]实施例1
[0017]一种聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板材料的制备方法，包括以下步骤:首先将三聚氰胺和甲醛按照1:10的摩尔比加入到10ml的去离子水中，室温下充分搅拌使其混合均匀。随后将溶液温度从室温缓慢升高到85°C，保温进行预聚反应60min，再向溶液中滴加I份甲酸(I份甲酸的质量与三聚氰胺单体的质量比为1:12.5)调节pH，继续进行沉淀反应80min。反应结束后将产物进行离心水洗，得到白色固体粉末状聚三聚氰胺-甲醛微球。将上述聚三聚氰胺-甲醛微球分散于水中，得到固液比为0.5g/100ml的单分散聚三聚氰胺-甲醛微球乳液，将其置于平整处常温自然沉降5d，再在35°C下真空干燥得白色片状固体，即为聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板材料。
[0018]实施例2
[0019]一种聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板材料的制备方法，包括以下步骤:首先将三聚氰胺和甲醛按照1:50的摩尔比加入到10ml的去离子水中，室温下充分搅拌使其混合均匀。随后将溶液温度从室温缓慢升高到30°C，保温进行预聚反应30min，向溶液中滴加I份甲酸(I份甲酸的质量与三聚氰胺单体的质量比为1:5)调节pH，继续进行沉淀反应50min。反应结束后将产物进行离心水洗，得到白色固体粉末状聚三聚氰胺-甲醛微球。将上述聚三聚氰胺-甲醛微球分散于水中，得到固液比为lg/100ml的单分散聚三聚氰胺-甲醛微球乳液，将其置于平整处常温自然沉降10d，再在45°C下真空干燥得白色片状固体，即为聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板材料。
[0020]实施例3
[0021]一种聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板材料的制备方法，包括以下步骤:首先将三聚氰胺和甲醛按照1:16的摩尔比加入到10ml的去离子水中，室温下充分搅拌使其混合均匀。随后将溶液温度从室温缓慢升高到80°C，保温进行预聚反应20min，向溶液中滴加I份甲酸(I份甲酸的质量与三聚氰胺单体的质量比为1:15。)调节pH，继续进行沉淀反应40min。反应结束后将产物进行离心水洗，得到白色固体粉末状聚三聚氰胺-甲醛微球。将上述聚三聚氰胺-甲醛微球分散于水中，得到固液比为lg/100ml的单分散聚三聚氰胺-甲醛微球乳液，将其置于平整处常温自然沉降5d，再在40°C下真空干燥得白色片状固体，即为聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板材料。
[0022]实施例4
[0023]一种聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板材料的制备方法，包括以下步骤:首先将三聚氰胺和甲醛按照1: 20的摩尔比加入到10ml的去离子水中，室温下充分搅拌使其混合均匀。随后将溶液温度从室温缓慢升高到80°C，保温进行预聚反应20min，向溶液中滴加I份乙酸(I份乙酸的质量与三聚氰胺单体的质量比为1:5)调节pH，继续进行沉淀反应20min。反应结束后将产物进行离心水洗，得到白色固体粉末状聚三聚氰胺-甲醛微球。将上述聚三聚氰胺-甲醛微球分散于水中，得到固液比为lg/100ml的单分散聚三聚氰胺-甲醛微球乳液，将其置于平整处常温自然沉降7d，再在40°C下真空干燥得白色片状固体，即为聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板材料。
[0024]为了解该聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板材料的微观结构，对其进行了扫描电镜测试，结果如图1-4所示。从图l-a、2-a、3_a和4-a可以看出微球呈球形且球形度较好;选取局部放大观察发现，聚三聚氰胺-甲醛微球的粒径分布较为均匀，粒径大小在Iym左右，且单分散聚三聚氰胺-甲醛微球排列具备一定有序度(如图l_b、2-b、3-b和4-b所示)ο由此，本发明各实施例制备的聚三聚氰胺-甲醛型聚合物微球三维模板材料(最终目标物)与设计的目标物一致，具有粒径尺寸均一、粒径小、比表面积大、结构规整有序、吸附性强、凝聚作用大及表面反应能力强等特性，在生物化学、分析化学、免疫医学以及某些高新技术领域有着较大的应用潜力。
【主权项】
1.一种聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤:(I)将三聚氰胺和甲醛加入到去离子水中搅拌混合均匀，缓慢升高混合溶液温度后保温反应；(2)向混合溶液中滴加一定量酸调节pH后继续反应，反应完成后经离心、水洗得到聚三聚氰胺-甲醛微球；(3)将聚三聚氰胺-甲醛微球分散于水中得单分散三聚氰胺-甲醛微球乳液，将乳液常温自然沉降数天再进行真空干燥后即得。2.如权利要求1所述的一种聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板材料的制备方法，其特征在于:步骤(I)中三聚氰胺和甲醛的摩尔比为1:10-50，混合溶液升温至30-85°C，保温反应20-60min。3.如权利要求1所述的一种聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板材料的制备方法，其特征在于:步骤(2)调节pH所用的酸为甲酸或乙酸，甲酸或乙酸与三聚氰胺单体的质量比为1:5-15，调节pH后继续反应40-80min。4.如权利要求1所述的一种聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三维模板材料的制备方法，其特征在于:步骤(3)所述单分散三聚氰胺-甲醛微球乳液的固液比为0.5-lg/100ml，常温自然沉降5-10天，真空干燥温度为35-45°C。
【文档编号】C08J3/12GK105837772SQ201610202903
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】周爱军, 张奇, 孙义民, 昝飞, 陈柳, 任秀梅
【申请人】武汉工程大学