聚合物空心微球的研究进展

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1、聚合物空心微球的研究进展孟宪伟，程丛，董振强,范敏敏，张晟3(四川大学高分子研究所，高分子材料工程国家重点实验室，成都610065)摘要:聚合物空心微球由于其独特的性质及其广阔的应用,近年来受到越来越多的矢注。本文综述了近年来制备聚合物空心微球的方法,如：自组装法模板法微乳液法等,并简要介绍了聚合物空心微球在医学材料等方面的应用。矢键词:聚合物空心微球;制备方法；应用引言聚合物空心微球是一类具有空心结构的聚合物球体，粒径通常为纳米或微米级，其内部可以是气体也可以封装小分子物质如水疑类等易挥发溶剂或

2、其它具有特种功能的化合物，其具有低密度高比表页的特性，作为一种新型功能材料有着广阔的应用前景，可用作催化剂小微反应器⑵和敏感试剂如酶雲白质⑶的保护等，还可在涂料油漆皮革化妆品行业中被用作白色颜料抗紫外添加剂和手感改性齐I等⑷。鉴于中空聚合物微球的广泛用途，引起了人们越来越多的矢注，本文将从聚合物空心微球的制卷方法及其潜在应用等方面介绍聚合物空心微球的研究进展。1聚合物空心微球的制备目前,聚合物空心微球的制备方法大体可归为三类:模板法微乳液聚合法和自组装方法。111模板聚合法采用模板法制备空心微球，

3、首先要选择合适的材料作为模板，然后通过静电吸附溶胶2凝胶等方法在模板微球的表面上形成一种聚合物壳层，最后采用焜烧或溶剂溶解清洗等方法将模板除掉,从而制得所需材料的空心微球⑸。模板法制备聚合物空心微球的常用的方法为LBL(Iayer2by2ayer)法，即:将用于薄膜制备的连续离子层吸附法引入空心微球制备领域。利用聚电解质的静电吸附作用得到核壳结构的微粒,然后去除内部的核结构得到空心微球，其制备过程如图1所示⑹。如Donath等以单分散低交联的密胺2甲醛(MF)颗粒为模板，层层吸附聚苯乙烯磺酸钠/聚

4、烯丙基胺盐酸盐(PSS/PAH)形成了具有多层壳层结构的微球，其厚度在几纳米到几十纳米内可以自由调节，以PH=1的盐酸溶液溶解MF模板后即得到中空微胶囊。Antipov等⑻则提出用CaCO.CdCOj、MnCO.等无机晶体做模板，层层吸附PSS/PAH,用pH为2〜3的盐酸分解模板后得到聚合物空心微球。碳酸盐模板在温和的条件下即可除去，模板分解后生成的离子与体系中其它聚电解质不会再生成复合体。因此其优点是可以制备相当纯净的微胶囊，十分适用于生化用微胶囊的制备。除LBL法之外，还可以先在模板表面化学

5、键合可聚合或可交联的单分子层，然后引发聚合或交联形成壳层，再将模板溶解得到空心微球。如Marinakos191采用化学修饰纳米金粒为模板，在模板的表面分别聚合了毗咯(PPy)和甲基吐咯(PMPy)，再用氤化钾溶液溶解除去模板,荻得壳厚度为5〜lOOnm的聚基金项目：国家自然科学基金(50703025);作者简介:孟宪伟(1984•)，女，硕士在读,从事高分子自组装的研究;彳通讯联系人:E2mail:zslbj@163.com.LowMolecularPolyelectrolytePolyelect

6、rolyteIAqueous.SolutionPH=1CompositeHollowCapsuleLb/MolecularSpeciesAqueousMFSolutionlatex图1LBL法制备聚合物空心微球示意图⑴Figure1DlustrationofthefabricationofhollowspheresusingLBLmethod11;NoeaqueousSolution吐咯纳米空心微球和聚N2甲基毗咯纳米空心微球。空心微球的壁厚可以由聚合时间和模板大小控制。Mandal等问以纳米氧化

7、硅为模板，在其表面自组装氯甲基苯乙基三甲氧基硅烷(CTMS)单分子层，表面引发甲基丙烯酸苯酯/甲基丙烯酸乙二醇酯(BMA/EGDMA)的活性聚合，再用氢氟酸溶液将纳米氧化硅核溶解，获得交联的聚甲基丙烯酸苯酯空心纳米微球。Ynn等山［以改性的二氧化硅为模板，在其表面进行自由基聚合，形成一个聚合物壳，然后加入HF溶解模板,制备得到了可生物降解的聚己内酯(PCL)聚合物空心微球。利用模板法来制备聚合物空心微球，可以通过控制模板的大小来调节空心微球的大小，但这需要去除模板，过程较为繁复，且在去模板过程中容

8、易造成样品的污染，从而限制了空心微球在医学方面的应用。112微乳液聚合法微乳液聚合方法是先通过单体自由基聚合生成种子微球，进而加入新的反应物通过乳液聚合在“种子”周围形成外壳，最后通过溶胀或其它方式去掉内核后形成空心微球，过程如图2所示2。如Pavlyuchenko等心采用微乳液法合成甲基丙烯酸甲酯2甲基丙烯酸2乙二醇二甲基丙烯酸酯(MMA2MAA2EGDMA)共聚物纳米乳胶，然后在其表面聚合一层交联的疏水聚苯乙烯(PS)壳，然后用氨水或氢氧化钠溶液将其中共聚物核溶解后即可获得外径