一种结构固结的棒状胶束的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种结构固结的棒状胶束的制备方法。
【背景技术】
[0002]胶体晶体是由直径在亚微米或纳米级别、尺寸单分散的无机或聚合物胶体微粒，在重力、静电力或毛细力等作用下，自组装形成的二维或三维紧密堆积排列的聚集体(丁敬等，化学进展，2004，16,321-326.；Xia, Y.; et al.Adv.Mater.2000，12，693?713.)。胶体晶体具有重要的科学和应用意义:(1)它可以作为模型系统研究晶体的生长和恪化(de Villeneuve, V.; et al.Science 2005, 309, 1231?1233.;Alsayed，A.; etal.Science 2005, 309, 1207?1210.;Pham, Κ.; et al.Science 2002, 296, 104?106.；Zhang, Κ.; Liu, X.Y.Nature 2004, 429，739?743.) ; (2)胶体晶体由于周期性结构而具有能隙，因此具有特定的光学衍射和光带隙性质，由此可以开发成重要的非线性光学材料。胶体晶体可作为光子晶体来使用，特殊的光性质使胶体晶体有望用于调制电磁波的输运(李珩，等，化学进展，2011，23，1060?1068);(3)二维胶体晶体是很好的纳米器械合成模板，可以诱导功能化的纳米微粒在上面自组装，实现功能器械化的目的(Yang,
S.; Lei, Y.Nanoscale 2011, 3， 2768?2782.)。
[0003]制备胶体晶体要求微粒单元具有良好的单分散性，迄今依赖于二氧化硅、聚苯乙烯和聚丙烯酰胺微球，以及无机纳米微粒，这些微球或微粒的尺寸在数百纳米直至微米，或者10纳米以下，缺乏中间维度的微粒，也缺少不同于球的形貌，这些限制了胶体晶体在更大程度上的发展。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种结构固结的棒状胶束的制备方法。本发明通过有机盐调节剂调控聚集体形貌成棒状，再引入固化机制，从而实现了单分散固结棒状胶束微粒的制备，使之成为制备新型胶体晶体点阵的新单元。
[0005]为了达到本发明目的，采用如下技术方案:
一种结构固结的棒状胶束的制备方法:以长链烷基季铵盐表面活性剂、有机盐调节剂和苯乙烯为原料，先将长链烷基季铵盐表面活性剂、有机盐调节剂和苯乙烯溶解在共溶剂中，充分搅拌均匀;然后滴加不良溶剂去离子水，驱使表面活性剂聚集成增溶了苯乙烯的棒状胶束，继续加去离子水直至过量;最后引发苯乙烯聚合，形成不同粒径的单分散且固结的棒状胶束微粒。
[0006]所述的长链烷基季铵盐表面活性剂的长烷烃链碳原子数为16?20个。
[0007]所述的有机盐调节剂为苯磺酸盐或萘磺酸盐。
[0008]增溶的苯乙烯的质量浓度与表面活性剂的质量浓度的比值为1:1?8:1。
[0009]所述的共溶剂包括甲醇、乙醇或丙醇中的一种。
[0010]其中，去离子水的加入量以去离子水在总溶剂中(去离子水和共溶剂)的质量分数达到8 5wt%以上为准。
[0011 ]本发明的制备方法不同于单纯聚合物微粒的制备，而是直接利用表面活性剂自组织形成的单分散胶束。增溶苯乙烯并加以聚合的目的是为了固结胶束。这种方法可获得很小的有机微粒，也免除了单纯聚合物微粒制备中去除表面活性剂模板的繁杂手续。
[0012]本发明的显著优点是:
1、本发明先让长链烷基季铵盐表面活性剂在共溶剂中溶解，在有机盐调节控制下，依靠不良溶剂水的加入实现自组织成为单分散的棒状胶束;该制备方法突破了长链烷基季铵盐表面活性剂不易溶解的难题，对拓展其研究以及实际应用具有重要意义；
2、单分散胶束形成过程中同步加溶了苯乙烯，再利用加溶苯乙烯的聚合来实现胶束微粒的固结。
[0013]说明书附图
图1为实施例1制备的单分散且固结的棒状胶束微粒的透射电镜照片。
【具体实施方式】
[0014]本发明用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不限于下列实施例。
[0015]实施例1
一种棒状胶束的制备方法:
1)将苯乙烯单体用10wt%氢氧化钠溶液洗涤，除去阻聚剂后再用去离子水洗去过量的碱液，用pH试纸检测待溶液显中性后，加入无水硫酸钠静置干燥5 h;在20 torr压力和40°C的加热条件下，对干燥好的苯乙烯单体进行减压蒸馏处理，纯化后的苯乙烯单体贮存在10 1的暗箱中备用；
2)称取0.0943 g十八烷基三甲基溴化铵(C18TABr)、0.0277 g萘磺酸钠(SNphs)、
0.16 g苯乙烯于I mL乙醇溶液中，在30 1恒温搅拌条件下，用兰格TJ-1A型微量注射栗向溶液中滴加150 UL去离子水，滴速设置为20 yL/min，待溶液充分溶解后继续恒温搅拌2 h;
3)在30°(3恒温搅拌条件下，继续滴加水至总溶剂中去离子水的质量分数为90 wt%，滴水完毕后将制备好的溶液放入70 °C烘箱中预热Ih;
4)在氮气氛保护下，向预热好的溶液中加入用量为苯乙稀单体质量Iwt%的K2S2O4，在70 °C加热条件下引发苯乙烯单体聚合，反应2 h后停止；
所得单分散且固结的棒状胶束微粒如图1所示，长度约70 nm，直径8-10 nm，分散度指标为0.12。
[0016]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【主权项】
1.一种结构固结的棒状胶束的制备方法，其特征在于:以长链烷基季铵盐表面活性剂、有机盐调节剂和苯乙烯为原料，先将长链烷基季铵盐表面活性剂、有机盐调节剂和苯乙烯溶解在共溶剂中，充分搅拌均匀;然后滴加不良溶剂去离子水，驱使表面活性剂聚集成增溶了苯乙烯的棒状胶束，继续加去离子水直至过量;最后引发苯乙烯聚合，形成不同粒径的单分散且固结的棒状胶束微粒。2.根据权利要求1所述的结构固结的棒状胶束的制备方法，其特征在于:所述的长链烷基季铵盐表面活性剂的长烷烃链碳原子数为16?20个。3.根据权利要求1所述的棒状胶束的制备和固结方法，其特征在于:所述的有机盐调节剂为苯磺酸盐或萘磺酸盐。4.根据权利要求1所述的结构固结的棒状胶束的制备方法，其特征在于:所述的长链烷基季铵盐表面活性剂与有机盐调节剂的摩尔比为1:0.1?1:6。5.根据权利要求1所述的结构固结的棒状胶束的制备方法，其特征在于:增溶的苯乙烯的质量浓度与表面活性剂的质量浓度的比值为1:1?8:1。6.根据权利要求1所述的结构固结的棒状胶束的制备方法，其特征在于:所述的共溶剂包括甲醇、乙醇或丙醇中的一种。7.根据权利要求1所述的结构固结的棒状胶束的制备方法，其特征在于:去离子水的加入量以去离子水在总溶剂中的质量分数达到85wt%以上为准。
【专利摘要】本发明涉及一种结构固结的棒状胶束的制备方法。以长链烷基季铵盐表面活性剂、有机盐调节剂和苯乙烯为原料，先将长链烷基季铵盐表面活性剂、有机盐调节剂和苯乙烯溶解在共溶剂中，充分搅拌均匀；然后滴加不良溶剂去离子水，驱使表面活性剂聚集成增溶了苯乙烯的棒状胶束，继续加去离子水直至过量；最后引发苯乙烯聚合，形成不同粒径的单分散且固结的棒状胶束微粒。该单分散固结胶束微粒可作为新型胶体晶体点阵排列的单元，进而制备新型胶体晶体功能材料。
【IPC分类】C08F2/38, C08F2/08, C08J3/07, C08F112/08
【公开号】CN105542045
【申请号】CN201610025941
【发明人】赵剑曦, 于洪彬, 吴梅霞
【申请人】福州大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月15日