微水凝膠,簡稱微凝膠,是一種尺寸在微納米級別的交聯(lián)的膠體粒子,在多個領(lǐng)域如:載藥與可控釋放,催化,分離,化學(xué)傳感器等具有廣泛應(yīng)用。
目前已報到的可用于在水中制備微凝膠的方法有無皂乳液聚合(SFEP),微乳液聚合,反相乳液聚合及預(yù)聚物再交聯(lián)等,其中無皂乳液聚合以其后處理簡單,所得微凝膠表面沒有殘留表面活性劑等優(yōu)點被廣泛使用。然而,無皂乳液聚合法要求聚合物在聚合初期在水溶液中發(fā)生相變形成坍塌小球,進而被交聯(lián)固定形成微凝膠。目前可用于無皂乳液聚合的骨架單體的范圍很有限,如N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM),N-乙烯基己內(nèi)酰胺(VCL)等。采用完全水溶性聚合物作為微凝膠骨架,通過SFEP法在水溶液中制備微凝膠仍然是該領(lǐng)域的重要挑戰(zhàn)之一。
浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程系杜濱陽教授課題組最近在該領(lǐng)域的研究取得了突破性進展,他們創(chuàng)新性地利用兒茶酚基團與聚合物增長鏈端自由基間的反應(yīng)性,以多巴胺甲基丙烯酰胺(DMA)為共聚單體,無需添加其他交聯(lián)劑,將適用于無皂乳液聚合的單體范圍大大地拓寬。該工作分別以N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM),N-乙烯基己內(nèi)酰胺(VCL),N-(3-二甲氧基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPM),丙烯酰胺(AM),N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA),N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)為主單體,多巴胺甲基丙烯酰胺(DMA)為共單體在70 ℃水溶液中通過無皂乳液聚合方法成功制備得到了六種穩(wěn)定的微凝膠。
交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成機理主要歸因于在無皂乳液聚合過程中,共聚物鏈上未保護的兒茶酚基團與共聚物增長鏈的端自由基發(fā)生反應(yīng),從而形成交聯(lián)點。
該工作發(fā)表于Macromolecules 2017, 50, 5285?5292,論文第一作者為博士生薛錦巧。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金和面上項目的資助。
論文鏈接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.7b01304?journalCode=mamobx