一种甲醛检测膜贴的制备方法与流程

本发明属于高分子材料与环境检测领域，具体涉及一种甲醛检测膜贴的制备方法。

背景技术

甲醛在常温下为具有刺激性和窒息性，为无色气体，对人身体伤害极大，是日益受到重视的环境污染物之一，也是我国装修污染的元凶之一。

近年来，随着化学检测分析技术的进步，关于甲醛的快速检测也得到了飞速发展，甲醛试纸是常用的一种检测方式，但试纸由于探针分子易迁移，使用储存周期较短。

专利cn103819693a报道了一种甲醛敏感型纳米粒子的制备方法，具体采用聚合物p(st-alt-man)为载体，将甲醛检测探针包裹负载在聚合物载体中，解决小分子探针不稳定的难题。

然而，如何将这样的纳米粒子溶液器件化，而且在器件化的过程中碰到了一系列的难题，例如，聚合物载体对探针分子的包裹性能不佳，探针分子容易从聚合物载体中迁移出来，从而无法保证纳米粒子的稳定性。

光敏性聚合物是一类聚合物结构中含光敏基元的大分子化合物，能够通过紫外光辐照来对聚合物材料进行不同程度的交联。试想，采用这样的一类聚合物为载体，制得包裹甲醛探针的光敏性聚合物纳米粒子，并对其进行紫外辐照交联，从而使得探针分子固定在纳米粒子中，这样可以避免其迁移，提高纳米粒子的稳定性，便于器件化。

技术实现要素：

本专利为解决上述难题，发明了一种甲醛检测膜贴的制备方法，其特点在于，在甲醛检测试纸的一面设置有压敏胶层，再将压敏胶层与离型纸复合制得，所述甲醛检测试纸由以下步骤制得：

(1)合成探针分子kd-xa01

将3.24g1-苯基-1，3-丁二酮溶于60ml苯中，加入醋酸铵3.08g和乙酸1ml，在氮气氛围中80℃下回流12小时得到产物，将反应物洗涤、干燥，并除去溶剂；

(2)合成三元可光交联型无规共聚物p(st-co-vm-co-amps)

取amps(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)单体7.8g、苯乙烯st2.4g、vm单体1.2g溶于15mldmf，搅拌通n2，15min后加入aet0.34g和aibn0.16g，再通n215min，然后密封瓶口，转入70℃油浴中，反应8小时后取杯底物在丙酮中沉淀后用水溶解，透析后冷冻干燥得到共聚物p(st-co-vm-co-amps)；

(3)制备纳米粒子溶液

称取kd-xa010.03g，溶于10ml的dmf中，同时称量聚合物p(st-co-vm-co-amps)5mg，溶于100ml水中，将聚合物水溶液缓慢滴加含kd-xa01的dmf溶液中，搅拌，得到纳米粒子溶液；

(4)纳米粒子光交联

将步骤(3)得到的纳米粒子溶液置于紫外灯下曝光，光交联使得探针分子被固定在纳米粒子中，得到交联的纳米粒子溶液；

(5)试纸的制备

将步骤(4)中交联的纳米粒子溶液调节ph约为2.5-3，并经过过滤膜过滤后，保持温度在5-25℃，加入喷墨打印机墨盒中，在表面粘贴有滤纸的a4打印纸的滤纸面进行打印，重复打印三遍，以保证足够的探针在滤纸表面形成均匀涂层，然后裁剪成小块，制得甲醛检测用试纸。

优选的，所述步骤(4)中调节ph为2.85。

优选的，所述步骤(4)中保持温度为5℃。

优选的，所述压敏胶层为丙烯酸系压敏胶。

所述甲醛检测膜贴的使用方法，其特点在于：将离型纸撕除，然后将膜贴贴在待测环境中的被贴物体上，例如将膜贴贴在家中的冰箱表面，来指示居家环境是否有甲醛存在。

本发明的有益效果：(1)以三元可光交联型无规共聚物p(st-co-vm-co-amps)为聚合物载体，负载包裹甲醛探针分子，制得载有甲醛探针分子的可光交联型聚合物纳米粒子，通过紫外光辐照使得纳米粒子交联，从而将探针分子固定，增强探针分子的稳定性。(2)通过喷墨打印技术，在一定ph和温度下，将交联后的纳米粒子溶液打印到滤纸上，形成涂层，得到甲醛检测试纸，实现了纳米粒子的器件化。优化了喷墨打印机进样前的工艺参数ph和温度，保证检测效果最佳。(3)将试纸制成方便使用的膜贴，使用时撕除离型纸即可，例如可粘贴在居家冰箱中，以时刻提醒家中是否有甲醛存在。

附图说明

图1包裹探针分子的p(st-co-vm-co-amps)纳米粒子tem图。

图2不同ph下纳米粒子溶液的甲醛检测效果。

图3不同温度下纳米粒子溶液的甲醛检测效果。

图4喷墨打印机示意图。

图5甲醛检测试纸检测效果。

图6甲醛检测贴膜示意图。

其中，图6中各层具体如下：1甲醛检测试纸层，2压敏胶层，3离型层。

具体实施方式

以下利用实施例进一步详细说明本发明，但不能认为是限定发明的范围。

实施例1

(1)合成探针分子kd-xa01

将3.24g1-苯基-1，3-丁二酮溶于60ml苯中，加入醋酸铵3.08g和乙酸1ml，在氮气氛围中80℃下回流12小时得到产物，将反应物洗涤、干燥，并除去溶剂。

(2)合成三元可光交联型无规共聚物p(st-co-vm-co-amps)

取amps单体7.8g、苯乙烯st2.4g、vm单体1.2g溶于15mldmf，搅拌通n2，15min后加入aet0.34g和aibn0.16g，再通n215min，然后密封瓶口，转入70℃油浴中，反应8小时后取杯底物在丙酮中沉淀后用水溶解，透析后冷冻干燥得到共聚物p(st-co-vm-co-amps)。

(3)制备纳米粒子溶液

称取kd-xa010.03g，溶于10ml的dmf中，同时称量聚合物p(st-co-vm-co-amps)5mg，溶于100ml水中，将聚合物水溶液缓慢滴加含kd-xa01的dmf溶液中，搅拌，得到纳米粒子溶液。

(4)纳米粒子光交联

将步骤(3)得到的纳米粒子溶液置于紫外灯下曝光，光交联使得探针分子被固定在纳米粒子中，得到交联的纳米粒子溶液。

(5)试纸的制备

将步骤(4)中交联的纳米粒子溶液调节ph约为2.85，并经过过滤膜过滤后，保持温度在5℃，加入喷墨打印机墨盒中，在表面粘贴有滤纸的a4打印纸的滤纸面进行打印，重复打印三遍，以保证足够的探针在滤纸表面形成均匀涂层，然后裁剪成小块，制得甲醛检测用试纸。

实施例2

将实施例1中步骤(5)中ph设为3.65，其它均不变。

实施例3

将实施例1中步骤(5)中ph设为4.68，其它均不变。

实施例4

将实施例1中步骤(5)中ph设为5.54，其它均不变。

实施例5

将实施例1中步骤(5)中ph设为6.32，其它均不变。

实施例6

将实施例1中步骤(5)中温度设为15℃，其它均不变。

实施例7

将实施例1中步骤(5)中温度设为25℃，其它均不变。

实施例8

将实施例1中步骤(5)中温度设为35℃，其它均不变。

实施例9

将实施例1中步骤(5)中温度设为45℃，其它均不变。

实施例10

将上述实施例1中试纸一面粘贴丙烯酸系压敏胶，再复合离型纸制得甲醛检测膜贴(如图6)，使用时将离型纸撕除即可。

如图1-3所示，p(st-co-vm-co-amps)纳米粒子为类球形粒子，ph为2.85时检测效果最佳，在ph为4.68以上检测效果则不明显。温度在5-25℃范围内，检测效果较好，温度在35℃以上时，检测效果不佳。图2和图3分别显示ph在2.85、温度为5℃时，溶液变黄色最明显，即检测效果最佳，因此在喷墨打印机进样之前，最佳的工艺条件是将纳米粒子溶液ph调节为2.85，温度控制在5℃。将调节好ph和温度的已光交联纳米粒子溶液通过图4的喷墨打印机打印在滤纸表面，形成均匀涂层，得到甲醛检测试纸，该试纸在遇到甲醛后颜色变黄(图5)。