一种复合乳化剂溶液、聚丙烯酸酯微粒及其制备方法

本发明涉及高分子聚合，且特别涉及一种复合乳化剂溶液、聚丙烯酸酯微粒及其制备方法。

背景技术：

1、聚合物微球原本是指粒径大小在几十纳米到几百微米之间的球型聚合物。但随着科研人员对聚合物微球的研究逐渐加深，聚合物微球的含义也逐渐扩充，已不仅仅指球形聚合物粒子，而是兼具不同形状的聚合物粒子，比如哑铃型、纺锤型、洋葱型、葫芦型甚至根据实际需求可以制备出多孔、空心等聚合物微球。此外，科研人员还能根据材料在不同领域需要的功能选用合适的单体进行制备，极大的扩宽了聚合物微球的应用范围。

2、亚微米聚合物微球一般是指粒径在一百纳米到一千纳米的聚合物颗粒。因其具有良好的科研价值和商业化潜力而备受关注。其中，单分散亚微米级聚合物微球由于具有均匀且稳定的粒径、吸附力强、比表面积大等优点，应用最为广泛，涉及生物医学、分析化学、胶体科学等领域。利用自由基聚合制备聚合物微球的方法很多，比如分散聚合法、乳液聚合法、悬浮聚合等。但是这些常规方法在制备亚微米微球过程中，往往存在工艺复杂，粒径控制困难，制备步骤繁琐，生产效率较低等缺点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种复合乳化剂溶液，该复合乳化剂溶液可作为微悬浮聚合的分散剂，从而实现聚丙烯酸酯单体的微悬浮聚合。

2、本发明的另一目的在于提供一种复合乳化剂溶液的制备方法，该方法操作简单且参数可控，适用于工业化大规模生产。

3、本发明的第三个目的在于提供一种聚丙烯酸酯微粒，该聚丙烯酸酯微粒的粒径为100～10000nm。

4、本发明的第四个目的在于提供一种聚丙烯酸酯微粒的制备方法，通过设计特定的复合乳化剂，在较低搅拌速率下实现丙烯酸酯单体的微悬浮聚合，该方法可操作的工艺范围较大，且可以有效的调控聚丙烯酸酯微粒的平均粒径。

5、本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

6、本发明提出一种复合乳化剂溶液的制备方法，包括以下步骤：

7、在去离子水中加入十二烷基硫酸钠(sds)和十八醇(oa)，50～70℃下搅拌20～60min，得到复合乳化剂溶液。

8、本发明提出一种复合乳化剂溶液，其根据所述的复合乳化剂溶液的制备方法制得。

9、本发明提出一种聚丙烯酸酯微粒的制备方法，包括以下步骤：

10、s1、在所述的复合乳化剂溶液中滴加丙烯酸酯单体和引发剂，得到微悬浮聚合体系；

11、s2、所述微悬浮聚合体系进行聚合反应后，经降温、冷冻和冷冻干燥，得到聚丙烯酸酯微粒。

12、本发明提出一种聚丙烯酸酯(pba)微粒，其根据所述的聚丙烯酸酯微粒的制备方法制得，所述聚丙烯酸酯微粒的粒径为100～10000nm。

13、本发明实施例的复合乳化剂溶液、聚丙烯酸酯微粒及其制备方法的有益效果是：

14、本发明利用十二烷基硫酸钠和十八醇形成复合乳化剂，在保持一定乳化作用的基础上，具备更加稳定的保护性，因而可在低搅拌速率(<400rpm)下，通过复合乳化剂实现丙烯酸酯类单体的微悬浮聚合，从而制得粒径范围在100nm～10000nm之间的聚丙烯酸酯微粒。本发明所采用的微悬浮聚合体系中，工艺条件(如搅拌转速、引发剂浓度、交联剂浓度、乳化剂浓度等)对聚丙烯酸酯微粒的平均粒径影响不大，因此该微悬浮聚合体系中可操作的工艺范围较大。此外，本发明所采用的微悬浮聚合体系中，通过提高单体固含量可以有效的调控聚丙烯酸酯微粒的平均粒径。

技术特征：

1.一种复合乳化剂溶液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的复合乳化剂溶液的制备方法，其特征在于，所述搅拌的转速为300rpm～500rmp。

3.根据权利要求1所述的复合乳化剂溶液的制备方法，其特征在于，所述十二烷基硫酸钠和所述十八醇的摩尔比为1：1～3。

4.一种复合乳化剂溶液，其特征在于，根据权利要求1～3任意一项所述的复合乳化剂溶液的制备方法制得。

5.一种聚丙烯酸酯微粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的聚丙烯酸酯微粒的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述丙烯酸酯单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基乙酯中的一种，所述微悬浮聚合体系中，所述丙烯酸酯单体的质量百分比为10～45wt％，复合乳化剂的质量百分比为1.6～3wt％。

7.根据权利要求5所述的聚丙烯酸酯微粒的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述引发剂选自过氧化物引发剂或偶氮类引发剂，所述过氧化物引发剂选自过硫酸胺或过硫酸钾，所述偶氮类引发剂选自偶氮二异丁腈。

8.根据权利要求5所述的聚丙烯酸酯微粒的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述聚合反应的搅拌速率为200rpm～400rpm，聚合反应温度为60～90℃，聚合反应时间为3～5h。

9.根据权利要求5所述的聚丙烯酸酯微粒的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述冷冻干燥的温度为0～4℃，冷冻干燥时间为7～9h。

10.一种聚丙烯酸酯微粒，其特征在于，根据权利要求5～9任意一项所述的聚丙烯酸酯微粒的制备方法制得，所述聚丙烯酸酯微粒的粒径为100～10000nm。

技术总结
本发明提供一种复合乳化剂溶液、聚丙烯酸酯微粒及其制备方法，该聚丙烯酸酯微粒的制备包括：在去离子水中加入十二烷基硫酸钠和十八醇，50～70℃下搅拌20～60min，得到复合乳化剂溶液；然后在复合乳化剂溶液中滴加丙烯酸酯单体和引发剂，并进行聚合反应，经降温、冷冻和冷冻干燥，得到聚丙烯酸酯微粒。本发明采用十二烷基硫酸钠和十八醇制备复合乳化剂，并以该复合乳化剂作为分散剂可实现在低转速条件下丙烯酸酯单体的微悬浮聚合，从而有效制备0.1～10微米的聚丙烯酸酯微球。此外，在该微悬浮聚合体系中，通过调整丙烯酸酯单体的固含量可以有效调控聚丙烯酸酯微球的平均粒径，从而制得相应平均粒径的聚丙烯酸酯微球。

技术研发人员：钱浩,郑杰
受保护的技术使用者：华侨大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8