一種結構固結的棒狀膠束的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于功能材料技術領域，具體涉及一種結構固結的棒狀膠束的制備方法。
【背景技術】
[0002]膠體晶體是由直徑在亞微米或納米級別、尺寸單分散的無機或聚合物膠體微粒，在重力、靜電力或毛細力等作用下，自組裝形成的二維或三維緊密堆積排列的聚集體(丁敬等，化學進展，2004，16,321-326.；Xia, Y.; et al.Adv.Mater.2000，12，693?713.)。膠體晶體具有重要的科學和應用意義:(1)它可以作為模型系統研究晶體的生長和恪化(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)膠體晶體由于周期性結構而具有能隙，因此具有特定的光學衍射和光帶隙性質，由此可以開發成重要的非線性光學材料。膠體晶體可作為光子晶體來使用，特殊的光性質使膠體晶體有望用于調制電磁波的輸運(李珩，等，化學進展，2011，23，1060?1068);(3)二維膠體晶體是很好的納米器械合成模板，可以誘導功能化的納米微粒在上面自組裝，實現功能器械化的目的(Yang,
S.; Lei, Y.Nanoscale 2011, 3， 2768?2782.)。
[0003]制備膠體晶體要求微粒單元具有良好的單分散性，迄今依賴于二氧化硅、聚苯乙烯和聚丙烯酰胺微球，以及無機納米微粒，這些微球或微粒的尺寸在數百納米直至微米，或者10納米以下，缺乏中間維度的微粒，也缺少不同于球的形貌，這些限制了膠體晶體在更大程度上的發展。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種結構固結的棒狀膠束的制備方法。本發明通過有機鹽調節劑調控聚集體形貌成棒狀，再引入固化機制，從而實現了單分散固結棒狀膠束微粒的制備，使之成為制備新型膠體晶體點陣的新單元。
[0005]為了達到本發明目的，采用如下技術方案:
一種結構固結的棒狀膠束的制備方法:以長鏈烷基季銨鹽表面活性劑、有機鹽調節劑和苯乙烯為原料，先將長鏈烷基季銨鹽表面活性劑、有機鹽調節劑和苯乙烯溶解在共溶劑中，充分攪拌均勻;然后滴加不良溶劑去離子水，驅使表面活性劑聚集成增溶了苯乙烯的棒狀膠束，繼續加去離子水直至過量;最后引發苯乙烯聚合，形成不同粒徑的單分散且固結的棒狀膠束微粒。
[0006]所述的長鏈烷基季銨鹽表面活性劑的長烷烴鏈碳原子數為16?20個。
[0007]所述的有機鹽調節劑為苯磺酸鹽或萘磺酸鹽。
[0008]增溶的苯乙烯的質量濃度與表面活性劑的質量濃度的比值為1:1?8:1。
[0009]所述的共溶劑包括甲醇、乙醇或丙醇中的一種。
[0010]其中，去離子水的加入量以去離子水在總溶劑中(去離子水和共溶劑)的質量分數達到8 5wt%以上為準。
[0011 ]本發明的制備方法不同于單純聚合物微粒的制備，而是直接利用表面活性劑自組織形成的單分散膠束。增溶苯乙烯并加以聚合的目的是為了固結膠束。這種方法可獲得很小的有機微粒，也免除了單純聚合物微粒制備中去除表面活性劑模板的繁雜手續。
[0012]本發明的顯著優點是:
1、本發明先讓長鏈烷基季銨鹽表面活性劑在共溶劑中溶解，在有機鹽調節控制下，依靠不良溶劑水的加入實現自組織成為單分散的棒狀膠束;該制備方法突破了長鏈烷基季銨鹽表面活性劑不易溶解的難題，對拓展其研究以及實際應用具有重要意義；
2、單分散膠束形成過程中同步加溶了苯乙烯，再利用加溶苯乙烯的聚合來實現膠束微粒的固結。
[0013]說明書附圖
圖1為實施例1制備的單分散且固結的棒狀膠束微粒的透射電鏡照片。
【具體實施方式】
[0014]本發明用下列實施例來進一步說明本發明，但本發明的保護范圍并不限于下列實施例。
[0015]實施例1
一種棒狀膠束的制備方法:
1)將苯乙烯單體用10wt%氫氧化鈉溶液洗滌，除去阻聚劑后再用去離子水洗去過量的堿液，用pH試紙檢測待溶液顯中性后，加入無水硫酸鈉靜置干燥5 h;在20 torr壓力和40°C的加熱條件下，對干燥好的苯乙烯單體進行減壓蒸餾處理，純化后的苯乙烯單體貯存在10 1的暗箱中備用；
2)稱取0.0943 g十八烷基三甲基溴化銨(C18TABr)、0.0277 g萘磺酸鈉(SNphs)、
0.16 g苯乙烯于I mL乙醇溶液中，在30 1恒溫攪拌條件下，用蘭格TJ-1A型微量注射栗向溶液中滴加150 UL去離子水，滴速設置為20 yL/min，待溶液充分溶解后繼續恒溫攪拌2 h;
3)在30°(3恒溫攪拌條件下，繼續滴加水至總溶劑中去離子水的質量分數為90 wt%，滴水完畢后將制備好的溶液放入70 °C烘箱中預熱Ih;
4)在氮氣氛保護下，向預熱好的溶液中加入用量為苯乙稀單體質量Iwt%的K2S2O4，在70 °C加熱條件下引發苯乙烯單體聚合，反應2 h后停止；
所得單分散且固結的棒狀膠束微粒如圖1所示，長度約70 nm，直徑8-10 nm，分散度指標為0.12。
[0016]以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
【主權項】
1.一種結構固結的棒狀膠束的制備方法，其特征在于:以長鏈烷基季銨鹽表面活性劑、有機鹽調節劑和苯乙烯為原料，先將長鏈烷基季銨鹽表面活性劑、有機鹽調節劑和苯乙烯溶解在共溶劑中，充分攪拌均勻;然后滴加不良溶劑去離子水，驅使表面活性劑聚集成增溶了苯乙烯的棒狀膠束，繼續加去離子水直至過量;最后引發苯乙烯聚合，形成不同粒徑的單分散且固結的棒狀膠束微粒。2.根據權利要求1所述的結構固結的棒狀膠束的制備方法，其特征在于:所述的長鏈烷基季銨鹽表面活性劑的長烷烴鏈碳原子數為16?20個。3.根據權利要求1所述的棒狀膠束的制備和固結方法，其特征在于:所述的有機鹽調節劑為苯磺酸鹽或萘磺酸鹽。4.根據權利要求1所述的結構固結的棒狀膠束的制備方法，其特征在于:所述的長鏈烷基季銨鹽表面活性劑與有機鹽調節劑的摩爾比為1:0.1?1:6。5.根據權利要求1所述的結構固結的棒狀膠束的制備方法，其特征在于:增溶的苯乙烯的質量濃度與表面活性劑的質量濃度的比值為1:1?8:1。6.根據權利要求1所述的結構固結的棒狀膠束的制備方法，其特征在于:所述的共溶劑包括甲醇、乙醇或丙醇中的一種。7.根據權利要求1所述的結構固結的棒狀膠束的制備方法，其特征在于:去離子水的加入量以去離子水在總溶劑中的質量分數達到85wt%以上為準。
【專利摘要】本發明涉及一種結構固結的棒狀膠束的制備方法。以長鏈烷基季銨鹽表面活性劑、有機鹽調節劑和苯乙烯為原料，先將長鏈烷基季銨鹽表面活性劑、有機鹽調節劑和苯乙烯溶解在共溶劑中，充分攪拌均勻；然后滴加不良溶劑去離子水，驅使表面活性劑聚集成增溶了苯乙烯的棒狀膠束，繼續加去離子水直至過量；最后引發苯乙烯聚合，形成不同粒徑的單分散且固結的棒狀膠束微粒。該單分散固結膠束微粒可作為新型膠體晶體點陣排列的單元，進而制備新型膠體晶體功能材料。
【IPC分類】C08F2/38, C08F2/08, C08J3/07, C08F112/08
【公開號】CN105542045
【申請號】CN201610025941
【發明人】趙劍曦, 于洪彬, 吳梅霞
【申請人】福州大學
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年1月15日