聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板材料的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種聚三聚氰胺?甲醛聚合物微球三維模板材料的制備方法，包括以下步驟：將三聚氰胺和甲醛按照1:10?50的摩爾比在100ml去離子水中混合均勻，隨后緩慢升溫至30?85℃進行預聚反應20?60min；接著滴加適量甲酸或乙酸進行沉淀反應40?80min，反應產物經離心水洗得聚三聚氰胺?甲醛微球；將微球分散于水中得固液比為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。采用該方法制備的聚合物微球模板材料具有粒徑尺寸極其均一、粒徑小、比表面積大、結構規整有序、吸附性強、凝聚作用大及表面反應能力強等特性。
【專利說明】
聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板材料的制備方法
技術領域
[0001]本發明屬于聚合物微球科學與應用技術領域，具體涉及一種聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]聚三聚氰胺-甲醛(MF)微球是一類應用廣泛的材料，MF微球與無機氧化物在物理化學性質上的差異使其作為模板非常容易去除，良好的力學性能使其能作為優良的三維模板材料來制備其它三維大孔材料。單分散聚三聚氰胺-甲醛型聚合物微球具有粒徑均一、形貌規則、良好的表面反應能力和易于功能化等優點，在免疫技術和疾病早期診斷等領域也具有很高的研究和應用價值。
[0003]盡管聚三聚氰胺-甲醛型聚合物微球有如上所述優點和應用前景，但是現有技術存在諸多不足，包括I微米級及以下聚三聚氰胺-甲醛型聚合物微球聚合反應條件難控制、制備方法復雜、粒徑不可控、微球粒徑不均勻、空間矩陣排列不規整等諸多問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于解決現有聚三聚氰胺-甲醛型聚合物微球反應條件難控制、微球粒徑不均勻、空間矩陣排列不規整等不足，提供一種聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板材料的制備方法，采用該方法制備的聚合物微球模板材料具有粒徑尺寸極其均一、粒徑小、比表面積大、結構規整有序、吸附性強、凝聚作用大及表面反應能力強等特性。本發明的技術方案如下:
[0005]—種聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板材料的制備方法，包括以下步驟:(I)將三聚氰胺和甲醛加入到去離子水中攪拌混合均勻，緩慢升高混合溶液溫度后保溫反應；
(2)向混合溶液中滴加一定量酸溶液調節pH后繼續反應，反應完成后經離心、水洗得到聚三聚氰胺-甲醛微球；(3)將聚三聚氰胺-甲醛微球分散于水中得單分散三聚氰胺-甲醛微球乳液，將乳液常溫自然沉降數天再進行真空干燥后即得。
[0006]步驟(I)中三聚氰胺和甲醛的摩爾比為1:10-50，混合溶液升溫至30-85°C，保溫反應20-60min。
[0007]步驟(2)調節pH所用的酸為甲酸或乙酸，甲酸或乙酸與三聚氰胺單體的質量比為1:5-15，調節pH后繼續反應40-80min。
[0008]步驟(3)所述單分散三聚氰胺-甲醛微球乳液的固液比為0.5-lg/100ml，常溫自然沉降5-10天，真空干燥溫度為35-45°C。
[0009]本發明提供的聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球的制備方法具有以下有益效果:(1)以三聚氰胺、甲醛為原料，經沉淀聚合反應和自然沉降兩個步驟制得聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球，原料來源簡單成本低、制備工藝簡單、所得產物純度較高；(2)與傳統聚合物微球相比，本發明方法制備的聚合物微球具有粒徑尺寸極其均一、粒徑小、比表面積大、結構規整有序、吸附性強、凝聚作用大及表面反應能力強等特性；(3)應用潛力大，本發明方法制備的聚合物微球在生物化學、分析化學、免疫醫學以及某些高新技術領域有著較大的應用潛力。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明實施例1制備的聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板SEM圖，其中圖Ι-a的放大倍率為2000，圖Ι-b的放大倍率為10000;
[0011]圖2為本發明實施例2制備的聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板SEM圖，其中圖
2-a的放大倍率為5000，圖2-b的放大倍率為5000;
[0012]圖3為本發明實施例3制備的聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板SEM圖，其中圖
3-a的放大倍率為5000，圖3-b的放大倍率為10000;
[0013]圖4為本發明實施例4制備的聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板SEM圖，其中圖
4-a的放大倍率為8000，圖4-b的放大倍率為30000。
【具體實施方式】
[0014]為使本領域普通技術人員充分理解本發明的技術方案和有益效果，下面結合具體實施例及附圖進行進一步說明。
[0015]本發明及實施例中所用試劑如無特殊說明均為市售化學試劑。
[0016]實施例1
[0017]一種聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板材料的制備方法，包括以下步驟:首先將三聚氰胺和甲醛按照1:10的摩爾比加入到10ml的去離子水中，室溫下充分攪拌使其混合均勻。隨后將溶液溫度從室溫緩慢升高到85°C，保溫進行預聚反應60min，再向溶液中滴加I份甲酸(I份甲酸的質量與三聚氰胺單體的質量比為1:12.5)調節pH，繼續進行沉淀反應80min。反應結束后將產物進行離心水洗，得到白色固體粉末狀聚三聚氰胺-甲醛微球。將上述聚三聚氰胺-甲醛微球分散于水中，得到固液比為0.5g/100ml的單分散聚三聚氰胺-甲醛微球乳液，將其置于平整處常溫自然沉降5d，再在35°C下真空干燥得白色片狀固體，即為聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板材料。
[0018]實施例2
[0019]一種聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板材料的制備方法，包括以下步驟:首先將三聚氰胺和甲醛按照1:50的摩爾比加入到10ml的去離子水中，室溫下充分攪拌使其混合均勻。隨后將溶液溫度從室溫緩慢升高到30°C，保溫進行預聚反應30min，向溶液中滴加I份甲酸(I份甲酸的質量與三聚氰胺單體的質量比為1:5)調節pH，繼續進行沉淀反應50min。反應結束后將產物進行離心水洗，得到白色固體粉末狀聚三聚氰胺-甲醛微球。將上述聚三聚氰胺-甲醛微球分散于水中，得到固液比為lg/100ml的單分散聚三聚氰胺-甲醛微球乳液，將其置于平整處常溫自然沉降10d，再在45°C下真空干燥得白色片狀固體，即為聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板材料。
[0020]實施例3
[0021]一種聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板材料的制備方法，包括以下步驟:首先將三聚氰胺和甲醛按照1:16的摩爾比加入到10ml的去離子水中，室溫下充分攪拌使其混合均勻。隨后將溶液溫度從室溫緩慢升高到80°C，保溫進行預聚反應20min，向溶液中滴加I份甲酸(I份甲酸的質量與三聚氰胺單體的質量比為1:15。)調節pH，繼續進行沉淀反應40min。反應結束后將產物進行離心水洗，得到白色固體粉末狀聚三聚氰胺-甲醛微球。將上述聚三聚氰胺-甲醛微球分散于水中，得到固液比為lg/100ml的單分散聚三聚氰胺-甲醛微球乳液，將其置于平整處常溫自然沉降5d，再在40°C下真空干燥得白色片狀固體，即為聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板材料。
[0022]實施例4
[0023]一種聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板材料的制備方法，包括以下步驟:首先將三聚氰胺和甲醛按照1: 20的摩爾比加入到10ml的去離子水中，室溫下充分攪拌使其混合均勻。隨后將溶液溫度從室溫緩慢升高到80°C，保溫進行預聚反應20min，向溶液中滴加I份乙酸(I份乙酸的質量與三聚氰胺單體的質量比為1:5)調節pH，繼續進行沉淀反應20min。反應結束后將產物進行離心水洗，得到白色固體粉末狀聚三聚氰胺-甲醛微球。將上述聚三聚氰胺-甲醛微球分散于水中，得到固液比為lg/100ml的單分散聚三聚氰胺-甲醛微球乳液，將其置于平整處常溫自然沉降7d，再在40°C下真空干燥得白色片狀固體，即為聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板材料。
[0024]為了解該聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板材料的微觀結構，對其進行了掃描電鏡測試，結果如圖1-4所示。從圖l-a、2-a、3_a和4-a可以看出微球呈球形且球形度較好;選取局部放大觀察發現，聚三聚氰胺-甲醛微球的粒徑分布較為均勻，粒徑大小在Iym左右，且單分散聚三聚氰胺-甲醛微球排列具備一定有序度(如圖l_b、2-b、3-b和4-b所示)ο由此，本發明各實施例制備的聚三聚氰胺-甲醛型聚合物微球三維模板材料(最終目標物)與設計的目標物一致，具有粒徑尺寸均一、粒徑小、比表面積大、結構規整有序、吸附性強、凝聚作用大及表面反應能力強等特性，在生物化學、分析化學、免疫醫學以及某些高新技術領域有著較大的應用潛力。
【主權項】
1.一種聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟:(I)將三聚氰胺和甲醛加入到去離子水中攪拌混合均勻，緩慢升高混合溶液溫度后保溫反應；(2)向混合溶液中滴加一定量酸調節pH后繼續反應，反應完成后經離心、水洗得到聚三聚氰胺-甲醛微球；(3)將聚三聚氰胺-甲醛微球分散于水中得單分散三聚氰胺-甲醛微球乳液，將乳液常溫自然沉降數天再進行真空干燥后即得。2.如權利要求1所述的一種聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板材料的制備方法，其特征在于:步驟(I)中三聚氰胺和甲醛的摩爾比為1:10-50，混合溶液升溫至30-85°C，保溫反應20-60min。3.如權利要求1所述的一種聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板材料的制備方法，其特征在于:步驟(2)調節pH所用的酸為甲酸或乙酸，甲酸或乙酸與三聚氰胺單體的質量比為1:5-15，調節pH后繼續反應40-80min。4.如權利要求1所述的一種聚三聚氰胺-甲醛聚合物微球三維模板材料的制備方法，其特征在于:步驟(3)所述單分散三聚氰胺-甲醛微球乳液的固液比為0.5-lg/100ml，常溫自然沉降5-10天，真空干燥溫度為35-45°C。
【文檔編號】C08J3/12GK105837772SQ201610202903
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月1日
【發明人】周愛軍, 張奇, 孫義民, 昝飛, 陳柳, 任秀梅
【申請人】武漢工程大學