專利名稱：一種pH值響應(yīng)三維有序大孔控制釋放材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的方案涉及高分子材料，具體是涉及一種PH值響應(yīng)三維有序大孔控制釋 放材料。
背景技術(shù)：
可控釋放是指體系內(nèi)的活性制劑可按預(yù)先設(shè)定的速度釋放到周圍環(huán)境中去， 從而在某段時(shí)間內(nèi)，在特定的區(qū)域，活性制劑的濃度可以保持在某個(gè)事先設(shè)定的范圍內(nèi) (Reineccius G A. Carbonhydrates for Flavor Encapulation. Food Technology,1991， 45(3) :144-149)。要獲得理想的釋放行為，要求作為載體的材料具有適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)性能， 能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的響應(yīng)，具有生物相容性等。目前，利用有機(jī)高分子聚合物作為活性制劑 的載體或介質(zhì)，制成緩釋劑是高分子科學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)研究熱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)活性制劑的可控釋 放，在醫(yī)藥、農(nóng)藥、生物工程等領(lǐng)域得到了廣泛的研究和應(yīng)用(Yang Q，Wang S C，F(xiàn)an P W, et al. pH-Responsive Carrier System Based on Carboxylic Acid Modified Mesoporous Silica and Polyelectrolyte for Drug Delivery. Chem. Mater. ,2005,17 :5999-6003)。Yoshio 等(Yoshio 0, Hiroshi N, Takahiro S. Functional Capsule Membranes Permeability Control of Polymer-Grafted Capsule Membranes Responding to Ambient pH Changes. Macromolecules, 1987, 20 :15-21)制備了表面接枝具有pH值響應(yīng)性聚合物 鏈段的多孔膠囊(以尼龍為壁膜)，通過(guò)透析的方法在多孔膠囊膜內(nèi)包水溶性的萘分子，通 過(guò)接枝聚合物在不同PH值環(huán)境下分子鏈蜷曲、伸展的構(gòu)象變化來(lái)控制膠囊內(nèi)填充芯材的 對(duì)外擴(kuò)散速率。Ma 等人(Ma R J, Wang B L, Liu X J. Pyranine-Induced Micellization of Poly(ethyleneglycol)-block-poly(4-vinylpyridine)and pH-Triggered Release of Pyranine from the Complex Micelles.Langmuir 2007,23 :7498-7504) fflil (ATRP) 方法合成了分子量可控且分布較窄的雙親水性嵌段共聚物聚乙二醇-b-聚乙烯基 吡啶)(PEG-b-P4VP)，利用熒光黃誘導(dǎo)PEG-b-P4VP在pH2的水溶液中自組裝，得到了以 P4VP/Pyranine復(fù)合物為核、PEG鏈為殼的單分散復(fù)合膠束。通過(guò)光散射(LS)、核磁共振 氫譜(1H NMR)以及透射電鏡(TEM)等手段研究了制備方法對(duì)膠束的形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，并 采用紫外分光光度計(jì)(UV)對(duì)復(fù)合膠束在不同的pH值條件下對(duì)熒光黃的釋放行為進(jìn)行 了表征。Qu 等人(Qu F Y, Lin H M, Wu X, et al. Bio-templated synthesis of highly ordered macro-mesoporous silica material for sustained drug delivery. Solid State Sciences，2010，12 :851-856)(曲鳳玉，崔凌飛，黃世英.介孔分子篩孔道結(jié)構(gòu)對(duì)藥 物巰甲丙脯酸釋放性能的影響.高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報(bào)，2007，^:1440-144 使用多胺硅烷對(duì) 介孔分子篩進(jìn)行修飾，在其中引入硅羥基作為和有機(jī)客體分子反應(yīng)的新的活性位點(diǎn)，使模 型藥物異丁苯丙酸結(jié)合在活性位點(diǎn)硅羥基上從而分散在介孔分子的孔道內(nèi)。將該組裝體置 于人工模擬腸液中，借助紫外分光光度計(jì)對(duì)其釋放進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在模擬腸液堿性條件下，與 藥物分子和介孔分子篩中硅羥基間的氫鍵作用相比，溶出介質(zhì)和藥物分子間的氫鍵作用較 強(qiáng)，從而使藥物分子得以緩慢釋放。Park等(Park Y S, Ito Y, Imanishi Y. pH-ControlledGating of a Porous Glass Filter by Surface Grafting of Polyelectrolyte Brushes. Chemical Materai 1,1997，9 :2755-2758.)在多孔硅烷的薄片上接枝聚丙烯酸分子刷，通過(guò) 調(diào)節(jié)PH值控制聚丙烯酸分子鏈的卷曲與伸展，實(shí)現(xiàn)了對(duì)薄片透水率的調(diào)節(jié)控制。三維有序大孑L材料(3D0M 材料，Three-dimensionalIy Ordered Macroporous Materials)孔結(jié)構(gòu)在三維空間有序排列，每一個(gè)球孔與周圍的十二個(gè)孔通過(guò)孔窗相互連 通，具有均勻的大孔孔道且孔徑在50nm以上(最大可達(dá)幾個(gè)微米)，具有較高的孔體積， 可用于大分子的催化、過(guò)濾和分離，彌補(bǔ)了小孔結(jié)構(gòu)分子篩和介孔材料難以讓大分子進(jìn)入 空腔的缺點(diǎn)。通過(guò)可控/活性聚合方法的發(fā)現(xiàn)和實(shí)施，使設(shè)計(jì)合成各種新型的、具有刺激 響應(yīng)性的共聚物成為高分子合成領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。通過(guò)ATRP反應(yīng)后功能化的方法在 3D0M材料表面接枝功能性聚合物鏈段，“graft-from”方法(Balachandra A M，Baker GL, Bruening M L. Journal of Membrane Science，2003，227 1)制備聚合物過(guò)程中，溶液中的 單體小分子在固定在材料表面的引發(fā)劑的作用下引發(fā)聚合，采用這種接枝方法得到的接枝 層具有較高接枝密度，且接枝鏈長(zhǎng)度容易控制的優(yōu)點(diǎn)。然而，目前文獻(xiàn)中還沒(méi)有利用在有序大孔材料孔壁接枝響應(yīng)性聚合物鏈段從而制 備具有響應(yīng)性控制釋放材料的研究報(bào)道，因此，本發(fā)明通過(guò)結(jié)合三維有序大孔聚合物材料 的優(yōu)點(diǎn)，提供了一種新型具有PH值響應(yīng)性控制釋放材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)當(dāng)前pH敏感的介孔材料孔容較低，pH敏感的 膠囊存在不易克服的突釋效應(yīng)等的不足，本發(fā)明了提供一種全新的基于三維有序大孔材料 的PH值響應(yīng)控制釋放材料，具有孔容量高、緩釋的特點(diǎn)。本發(fā)明解決該技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種pH值響應(yīng)三維有序大孔控制釋放材料，該材料的大孔和連通窗口孔徑均一， 大孔孔徑為100 lOOOnm，連通窗口尺寸為40 120nm，孔容為1. 3 2. 8cm7g，其基質(zhì)為 具有相互連通窗口的單分散三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯，在基質(zhì)上通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基活 性“可控”接枝聚合方法引入具有PH值響應(yīng)性的聚合物鏈段，利用pH值響應(yīng)性的聚合物鏈 段在不同PH值下的伸展-卷曲作用實(shí)現(xiàn)對(duì)大孔之間連通窗口的開(kāi)關(guān)控制當(dāng)pH = 2時(shí)， 分子鏈采取蜷曲的構(gòu)象，孔窗打開(kāi)；隨著PH值的增大，大分子鏈逐漸伸展開(kāi)來(lái)，孔窗逐漸關(guān) 閉，當(dāng)pH = 6或pH = 12時(shí)，大分子鏈完全伸展開(kāi)來(lái)，孔窗及大孔壁厚增大20 60nm，孔窗 完全關(guān)閉，進(jìn)而達(dá)到對(duì)填充包容物質(zhì)的可控釋放的作用。所述的pH值響應(yīng)三維有序大孔控制釋放材料的制備方法，包括以下步驟(1).膠體晶模板的制備室溫下，在三口瓶中，依次加入質(zhì)量百分比濃度為25%的氨水、無(wú)水乙醇、蒸餾水 和正硅酸乙酯，質(zhì)量比為百分比濃度為25%的氨水無(wú)水乙醇蒸餾水正硅酸乙酯= 11 70 6.2 3，攪拌至混合液呈均一、穩(wěn)定狀懸濁液，補(bǔ)加相同質(zhì)量配比的等量的氨 水、無(wú)水乙醇、蒸餾水和正硅酸乙酯，重復(fù)1 4次，將所得懸濁液倒入燒杯中，室溫下靜 止使溶劑自然揮發(fā)完全，然后將所制備的二氧化硅膠體晶模板置于甘鍋中，在馬沸爐中于 400°C下燒結(jié)5小時(shí)后，緩慢降溫至室溫，即得到平均粒徑為130 1300nm的二氧化硅微球 相互粘連的膠體晶模板；
(2).三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的制備在無(wú)水無(wú)氧條件下，向兩口瓶中加入步驟(1)所制備的二氧化硅膠體晶模板，在 氬氣保護(hù)下加入苯乙烯單體、二乙烯基苯交聯(lián)劑、引發(fā)劑使之浸沒(méi)模板，體積比為二乙烯基 苯苯乙烯=1 1 8，引發(fā)劑為苯乙烯和二乙烯基苯質(zhì)量之和的0.1 15%，攪拌均勻 后，浸泡0. 5 2小時(shí)，80°C下聚合20 32小時(shí)，剝離模板表面的聚苯乙烯，即得到三維有 序大孔交聯(lián)聚苯乙烯/ 二氧化硅復(fù)合物；將復(fù)合物置于質(zhì)量百分比濃度為40%氫氟酸中， 超聲分散10 60分鐘后，浸泡6 15小時(shí)，而后反復(fù)水洗至中性，80°C下真空干燥20 觀小時(shí)，即得到孔徑范圍為100 IOOOnm的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料(3D0M CLPS)。(3).具有pH值響應(yīng)性聚合物鏈段的接枝將氯原子引發(fā)劑錨定在三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料孔壁表面在無(wú)水無(wú)氧條 件下將質(zhì)量配比為氯化鋅氯甲醚=1 20 60的混合液加入到負(fù)壓狀態(tài)下裝有三維有 序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的反應(yīng)器中，至浸沒(méi)材料，在35°C條件下攪拌反應(yīng)22 30小時(shí) 后，用無(wú)水乙醇進(jìn)行抽提6 15小時(shí)，烘干后得到氯甲基化的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯 材料(氯甲基化3D0M CLPS)；然后在上面制得的氯甲基化3D0M CLPS孔壁接枝具有pH值響應(yīng)性聚合物鏈段，采 用以下兩種方法之一方法1，采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)方法在制備的氯甲基化的三維有序大孔 交聯(lián)聚苯乙烯材料孔壁接枝PH值響應(yīng)性聚合物鏈在無(wú)水無(wú)氧條件下，向兩口瓶中依次加 入氯化亞銅、功能單體、環(huán)己酮和五甲基二乙烯三胺，攪拌至充分溶解后，將混合液抽出，迅 速注入負(fù)壓狀態(tài)下盛有氯甲基化的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的兩口瓶中，其質(zhì)量配 比為氯甲基化3D0M CLPS 氯化亞銅功能單體環(huán)己酮五甲基二乙烯三胺=1 1 6 20 60 1 5 1 5，在65 90°C下反應(yīng)16 32小時(shí)，將得產(chǎn)物用四氫呋喃抽 提觀 32小時(shí)后，再在60°C下真空干燥20 28小時(shí)，制得孔壁表面接枝功能聚合物鏈的 三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料；將制得的孔壁表面接枝功能聚合物鏈的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料放入兩 口瓶中加入磁子后抽真空，在負(fù)壓狀態(tài)下注入1，4-二氧六環(huán)至浸沒(méi)材料，浸泡1 5小時(shí)， 然后常壓下加入濃鹽酸，油浴加熱回流6 10小時(shí)。水解結(jié)束后產(chǎn)物80°C下真空干燥20 觀小時(shí)，最終制得孔壁表面接枝具有PH值響應(yīng)性聚丙烯酸鏈段的三維有序大孔交聯(lián)聚苯 乙烯材料(3D0M CLPS-g-PAA 或 3D0M CLPS-g-PMAA)；或方法2，采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)方法在制備的氯甲基化的三維有序 大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料孔壁接枝PH值響應(yīng)性聚合物鏈在無(wú)水無(wú)氧條件下，向兩口瓶中依 次加入氯化亞銅、功能單體、環(huán)己酮和五甲基二乙烯三胺，攪拌至充分溶解后，將混合液抽 出，迅速注入真空狀態(tài)下盛有氯甲基化的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的兩口瓶中，其 中質(zhì)量配比為氯甲基化3D0M CLPS 氯化亞銅功能單體環(huán)己酮五甲基二乙烯三胺= 1 1 6 20 60 1 5 1 5，功能單體為4-乙烯基吡啶，在65 90°C下反應(yīng) 16 32小時(shí)，將得產(chǎn)物用四氫呋喃抽提28 32小時(shí)后，再在60°C下真空干燥20 28小 時(shí)，最終制得孔壁表面接枝PH值響應(yīng)性聚合物鏈的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料(3D0M CLPS-g-P4VP)。所述的步驟O)中的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過(guò)氧化二苯甲酰、過(guò)氧化十二酰、過(guò)氧化二碳酸二異丙酯或過(guò)氧化苯甲酸特丁酯。所述的步驟(3)中的方法1中功能單體為丙烯酸叔丁酯或甲基丙烯酸正丁酯；本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所提出的一種新的PH值響應(yīng)可控釋放材料是基于 對(duì)三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯大孔之間連通窗口的開(kāi)關(guān)控制，因此其具備有序大孔材料本 身的特點(diǎn)將其應(yīng)用到可控釋放領(lǐng)域，例如孔容積大，可達(dá)到1. 3 2. 8cm7g，可儲(chǔ)存較多的 釋放材料；其次，利用三維有序大孔聚合物作為基質(zhì)可在其孔壁引入較多的原子轉(zhuǎn)移自由 基接枝聚合引發(fā)劑活性點(diǎn)，這樣可得到較高的接枝密度，更好的對(duì)內(nèi)容物進(jìn)行可控釋放；此 外，由于有序大孔本身具有尺寸均一的大孔和連通窗口，結(jié)合原子轉(zhuǎn)移自由基活性“可控” 接枝聚合方法，一方面，可控制接枝鏈段的長(zhǎng)度，控制開(kāi)關(guān)的大小；另一方面，使引入的具有 開(kāi)關(guān)效應(yīng)的聚合物鏈段能夠?qū)跛羞B通窗口達(dá)到開(kāi)關(guān)控制，在不同PH值條件下聚合 物鏈段卷曲、伸展程度不同，因此通過(guò)控制PH值最終實(shí)現(xiàn)對(duì)孔“開(kāi)-關(guān)”的控制，從而起到 了很好的閾流作用。當(dāng)pH = 2時(shí)，分子鏈采取蜷曲的構(gòu)象，孔窗打開(kāi)；隨著pH值的增大，大 分子鏈逐漸伸展開(kāi)來(lái)，孔窗逐漸關(guān)閉，當(dāng)pH = 6或pH = 12時(shí)，大分子鏈完全伸展開(kāi)來(lái)，孔 窗及大孔壁厚增大20 60nm，孔窗完全關(guān)閉。因此該種材料可在生物醫(yī)學(xué)、藥物控釋體系、 活性酶及催化劑的緩釋-包埋等可控釋放領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。


圖1為實(shí)施例1中平均孔徑為SOOnm的3D0M CLPS材料接枝聚丙烯酸叔丁酯鏈段 水解后得到的具有PH響應(yīng)性3D0M CLPS-g-PAA材料在不同pH值下的掃描電鏡照片。(a) pH = 6，(b)pH = 4，(c)pH = 2。圖2為實(shí)施例2中平均孔徑為800nm的3D0M CLPS材料接枝聚甲基丙烯酸正丁酯 鏈段水解后得到的具有PH響應(yīng)性3D0M CLPS-g-PMAA材料在不同pH值下的掃描電鏡照片。 (a) pH = 6，(b)pH = 4，(c)pH = 2。圖3為實(shí)施例3中平均孔徑為500nm的3D0M CLPS材料接枝聚乙烯基吡啶) 鏈段得到的具有PH響應(yīng)性3D0M CLPS-g-P4VP材料在不同pH值下的掃描電鏡照片。(a)pH =12，(b)pH = 4，(c)pH = 2圖4為實(shí)施例1中平均孔徑為800nm的3D0M CLPS材料接枝聚丙烯酸叔丁酯鏈段 水解后得到的具有PH響應(yīng)性3D0M CLPS-g-PAA和磺化反應(yīng)親水處理的3D0M CLPS材料在 不同PH值溶液中對(duì)熒光黃的累積釋放曲線。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1平均孔徑為SOOnm的3D0M CLPS材料接枝聚丙烯酸叔丁酯鏈段水解后得到的具有 響應(yīng)性3D0M CLPS-g-PAA材料的制備。(1)平均粒徑為IlOOnm的膠體晶模板的制備室溫下，在三口瓶中，依次加入1 Ig質(zhì)量百分比濃度為25 %的氨水、70g無(wú)水乙醇、 6. 2g蒸餾水、3g正硅酸乙酯。攪拌至混合液呈均一、穩(wěn)定狀懸濁液，補(bǔ)加相同質(zhì)量配比的等 量的氨水、無(wú)水乙醇、蒸餾水和正硅酸乙酯，重復(fù)3次，將所得懸濁液倒入燒杯中，室溫下靜 止使溶劑自然揮發(fā)完全，得到二氧化硅膠體晶模板，將其置于甘鍋中，在馬沸爐中于400°C下燒結(jié)5小時(shí)后，緩慢降溫至室溫，即得到平均粒徑為IlOOnm的二氧化硅微球相互粘連的 膠體晶模板；(2)平均孔徑為SOOnm三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的制備在無(wú)水無(wú)氧條件下，向兩口瓶中加入步驟(1)所制備的平均粒徑為IlOOnm的二 氧化硅微球相互粘連的膠體晶模板，在氬氣保護(hù)下加入體積為5ml(4. 5g)苯乙烯單體、 Iml (0. 9g) 二乙烯基苯交聯(lián)劑、0. 06g偶氮二異丁腈引發(fā)劑，攪拌均勻后，浸泡2小時(shí)，80°C 下聚合30小時(shí)，剝離模板表面的聚苯乙烯，即得到三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯/ 二氧化硅 復(fù)合物；將復(fù)合物置于質(zhì)量百分比濃度為40%氫氟酸中，超聲分散50分鐘后，浸泡9小時(shí)， 而后反復(fù)水洗至中性，80°C下真空干燥20小時(shí)，即得到平均孔徑為SOOnm三維有序大孔交 聯(lián)聚苯乙烯材料(3D0M CLPS)；(3)具有pH值響應(yīng)性聚合物鏈段的接枝首先利用氯甲基化反應(yīng)，將氯原子引發(fā)劑錨定在三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料 孔壁表面無(wú)水無(wú)氧條件下在裝有平均孔徑為SOOnm三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的真 空狀態(tài)下(本發(fā)明所述的真空、負(fù)壓狀態(tài)均為真空度為-0. IMpa，其它實(shí)施例同)的反應(yīng) 器中依次加入Ig氯化鋅、40g氯甲醚，使之浸沒(méi)材料，在35°C條件下攪拌反應(yīng)觀小時(shí)后，用 無(wú)水乙醇進(jìn)行抽提15小時(shí)，烘干后得到氯甲基化的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料(氯甲 基化 3D0M CLPS)。然后，采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)方法在氯甲基化的三維有序大孔交聯(lián)聚 苯乙烯材料孔壁接枝丙烯酸叔丁酯(tBA)聚合物鏈在無(wú)水無(wú)氧條件下，向兩口瓶中依次 加入Ig氯化亞銅、50g丙烯酸叔丁酯單體、4g環(huán)己酮、2g五甲基二乙烯三胺，攪拌至充分溶 解后，將混合液抽出，迅速注入真空狀態(tài)下盛有Ig氯甲基化的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯 材料的兩口瓶中。在65°C下反應(yīng)16小時(shí)，將得產(chǎn)物用四氫呋喃抽提28小時(shí)后，再在60°C 下真空干燥沈小時(shí)，得孔壁表面接枝丙烯酸叔于酯聚合物鏈的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙 烯材料。將0. 5g孔壁表面接枝丙烯酸叔丁酯聚合物鏈的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料 放入兩口瓶中加入磁子后抽真空，在真空狀態(tài)下注入1，4- 二氧六環(huán)至浸沒(méi)材料，浸泡5小 時(shí)，然后常壓下加入濃鹽酸，油浴加熱回流10小時(shí)。水解結(jié)束后產(chǎn)物80°C下真空干燥20小 時(shí)，最終制得孔壁表面接枝具有PH值響應(yīng)性聚丙烯酸鏈段的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯 材料(3D0M CLPS-g-PAA)。將制得的具有響應(yīng)性3D0M CLPS-g-PAA材料在不同pH值下干燥，見(jiàn)附圖1，圖1 中可以看出，所得到的平均孔徑為800nm的具有響應(yīng)性3D0M CLPS-g-PAA材料大孔及孔窗 直徑有明顯變化，隨PH值的減小，大孔及孔窗直徑逐漸增大，實(shí)現(xiàn)了其由“關(guān)”到“開(kāi)”的過(guò) 程。當(dāng)pH = 2時(shí)，聚合物中的羧基因質(zhì)子化以-COOH形式存在，聚合物大分子鏈之間有較 強(qiáng)的氫鍵締合，成收縮狀態(tài)，分子鏈采取蜷曲的構(gòu)象，孔窗打開(kāi)；隨著PH值的增大，羧基電 離，-COOH逐漸離解成-C00—，此時(shí)分子之間由于靜電排斥作用，大分子鏈逐漸伸展開(kāi)來(lái)，孔 窗逐漸關(guān)閉，當(dāng)pH = 6時(shí)，大分子鏈完全伸展開(kāi)來(lái)，孔窗及大孔壁厚增大50nm，孔窗完全關(guān) 閉。實(shí)施例2平均孔徑為SOOnm的3D0M CLPS材料接枝聚甲基丙烯酸正丁酯鏈段水解后得到的具有PH響應(yīng)性3D0M CLPS-g-PMAA材料的制備(1)平均粒徑為IlOOnm的膠體晶模板的制備平均粒徑為IlOOnm的膠體晶模板的制備方法步驟同實(shí)施例1 (1)。(2)平均孔徑為SOOnm三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的制備平均孔徑為SOOnm三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的制備方法其它步驟同實(shí)施 例K2)，調(diào)整的為加入體積為6ml(5. 5g)苯乙烯單體、Iml (0. 9g) 二乙烯基苯交聯(lián)劑、0. 03g 偶氮二異丁腈引發(fā)劑，浸泡1. 5小時(shí)，80°C下聚合時(shí)間為32小時(shí)，剝離模板表面的聚苯乙 烯，即得到三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯/ 二氧化硅復(fù)合物；將復(fù)合物置于質(zhì)量百分比濃度 為40%氫氟酸中，超聲分散60分鐘后，浸泡12小時(shí)，而后反復(fù)水洗至中性，80°C下真空干燥 22小時(shí)，即得到平均孔徑為SOOnm的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料(3D0M CLPS)。(3)具有pH值響應(yīng)性聚合物鏈段的接枝利用氯甲基化反應(yīng)，將氯原子引發(fā)劑錨定在三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料孔壁 表面其它步驟同實(shí)施例1(3)，調(diào)整的為加入質(zhì)量分別為Ig氯化鋅、50g氯甲醚，在35°C條件 下攪拌反應(yīng)23小時(shí)后，用無(wú)水乙醇進(jìn)行抽提8小時(shí)，烘干后得到氯甲基化的三維有序大孔 交聯(lián)聚苯乙烯材料(氯甲基化3D0M CLPS)。采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)方法在氯甲基化的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯 材料孔壁接枝甲基丙烯酸正丁酯聚合物鏈。在無(wú)水無(wú)氧條件下，向兩口瓶中依次加入Ig氯 化亞銅、40g甲基丙烯酸正丁酯單體、3g環(huán)己酮、1.5g五甲基二乙烯三胺，攪拌至充分溶解 后，將混合液抽出，迅速注入真空狀態(tài)下盛有Ig氯甲基化的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材 料的兩口瓶中。在75°C下反應(yīng)沈小時(shí)，將得產(chǎn)物用四氫呋喃抽提30小時(shí)后，再在600C下 真空干燥25小時(shí)，得孔壁表面接枝甲基丙烯酸正丁酯聚合物鏈的三維有序大孔交聯(lián)聚苯 乙烯材料。將0. 5g孔壁表面接枝甲基丙烯酸正丁酯聚合物鏈的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯 材料放入兩口瓶中加入磁子后抽真空，在負(fù)壓狀態(tài)下注入1，4- 二氧六環(huán)至浸沒(méi)材料，浸泡 4. 5小時(shí)，然后常壓下加入濃鹽酸，油浴加熱回流9小時(shí)。水解結(jié)束后產(chǎn)物80°C下真空干燥 25小時(shí)，最終制得孔壁表面接枝具有pH值響應(yīng)性聚甲基丙烯酸鏈段的三維有序大孔交聯(lián) 聚苯乙烯材料(3D0M CLPS-g-PMAA)。將制得的具有響應(yīng)性3D0M CLPS-g-PMAA材料在不同pH值下干燥，見(jiàn)附圖2，圖2 中可以看出，所得到的平均孔徑為800nm的具有響應(yīng)性3D0M CLPS-g-PMAA材料大孔及孔窗 直徑有明顯變化，隨PH值的減小，大孔及孔窗直徑逐漸增大，實(shí)現(xiàn)了其由“關(guān)”到“開(kāi)”的過(guò) 程。當(dāng)pH = 2時(shí)，聚合物中的羧基因質(zhì)子化以-COOH形式存在，聚合物大分子鏈之間有較 強(qiáng)的氫鍵締合，成收縮狀態(tài)，分子鏈采取蜷曲的構(gòu)象，孔窗打開(kāi)；隨著PH值的增大，羧基電 離，-COOH逐漸離解成-C00—，此時(shí)分子之間由于靜電排斥作用，大分子鏈逐漸伸展開(kāi)來(lái)，孔 窗逐漸關(guān)閉，當(dāng)pH = 6時(shí)，大分子鏈完全伸展開(kāi)來(lái)，孔窗及大孔壁厚增大50nm，孔窗完全關(guān) 閉。實(shí)施例3平均孔徑為500nm的3D0M CLPS材料接枝聚(4-乙烯基吡啶)鏈段得到的具有pH 響應(yīng)性3D0M CLPS-g-P4VP材料的制備。(1)平均粒徑為660nm的膠體晶模板的制備
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平均粒徑為660nm的膠體晶模板的制備方法其它步驟同實(shí)施例1 (1)，調(diào)整的為加 入質(zhì)量分別為14. 3g質(zhì)量百分比濃度為25%的氨水、91g無(wú)水乙醇、8. 06g蒸餾水、3. 9g正 硅酸乙酯，重復(fù)2次，得到平均粒經(jīng)為660nm的膠體晶模板。(2)平均孔徑為500nm三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的制備平均孔徑為500nm三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的制備方法其它步驟同實(shí)施 例K2)，調(diào)整的為加入體積為5ml(4. 5g)苯乙烯單體、Iml (0. 9g) 二乙烯基苯交聯(lián)劑、0. 06g 偶氮二異丁腈引發(fā)劑，浸泡1小時(shí)，80°C下聚合時(shí)間為22小時(shí)，剝離模板表面的聚苯乙烯， 即得到三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯/ 二氧化硅復(fù)合物；將復(fù)合物置于質(zhì)量百分比濃度為 40%氫氟酸中，超聲分散30分鐘后，浸泡8小時(shí)，而后反復(fù)水洗至中性，80°C下真空干燥沈 小時(shí)，即得到平均孔徑為500nm的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料(3D0M CLPS)。(3)具有pH值響應(yīng)性聚合物鏈段的接枝利用氯甲基化反應(yīng)，將氯原子引發(fā)劑錨定在三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料孔壁 表面其它步驟同實(shí)施例1(3)，調(diào)整的為加入質(zhì)量分別為Ig氯化鋅、30g氯甲醚，在35°C條件 下攪拌反應(yīng)30小時(shí)后，用無(wú)水乙醇進(jìn)行抽提12小時(shí)，烘干后得到氯甲基化的三維有序大孔 交聯(lián)聚苯乙烯材料(氯甲基化3D0M CLPS)。采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)方法在氯甲基化的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯 材料孔壁接枝4-乙烯基吡啶聚合物鏈。在無(wú)水無(wú)氧條件下，向兩口瓶中依次加入Ig氯化 亞銅、40g 4-乙烯基吡啶單體、3g環(huán)己酮、2g五甲基二乙烯三胺，攪拌至充分溶解后，將混 合液抽出，迅速注入真空狀態(tài)下盛有Ig氯甲基化的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的兩 口瓶中。在75°C下反應(yīng)沈小時(shí)，將得產(chǎn)物用四氫呋喃抽提30小時(shí)后，再在60°C下真空干 燥25小時(shí)，最終制得孔壁表面接枝4-乙烯基吡啶聚合物鏈的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯 材料(3D0M CLPS-g-P4VP)。將制得的具有響應(yīng)性3D0M CLPS-g-P4VP材料在不同pH值下干燥，見(jiàn)附圖3，圖3 中可以看出，所得到的平均孔徑為500nm的具有響應(yīng)性3D0M CLPS_g_P4VP材料大孔及孔窗 直徑有明顯變化，隨PH值的減小，大孔及孔窗直徑逐漸增大，實(shí)現(xiàn)了其由“關(guān)”到“開(kāi)”的過(guò) 程。當(dāng)pH = 2時(shí)，聚4-乙烯基吡啶因質(zhì)子化聚合物大分子鏈之間有較強(qiáng)的氫鍵締合，成收 縮狀態(tài)，分子鏈采取蜷曲的構(gòu)象，孔窗打開(kāi)；隨著PH值的增大，當(dāng)pH值至堿性時(shí)，聚4-乙烯 基吡啶則由于去質(zhì)子化大分子鏈逐漸伸展開(kāi)來(lái)，孔窗逐漸關(guān)閉，當(dāng)pH = 12時(shí)，大分子鏈完 全伸展開(kāi)來(lái)，孔窗及大孔壁厚增大30nm，孔窗完全關(guān)閉。實(shí)施例4平均孔徑為700nm的3D0M CLPS材料接枝聚(4-乙烯基吡啶)鏈段得到的具有pH 響應(yīng)性3D0M CLPS-g-P4VP材料的制備。(1)平均粒徑為930nm的膠體晶模板的制備平均粒徑為930nm的膠體晶模板的制備方法步驟同實(shí)施例1 (1)。(2)平均孔徑為700nm三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的制備平均孔徑為700nm三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的制備方法步驟同實(shí)施例 1⑵。(3)具有pH值響應(yīng)性聚合物鏈段的接枝利用氯甲基化反應(yīng)，將氯原子引發(fā)劑錨定在三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料孔壁表面的制備方法其它步驟同實(shí)施例1(3)，調(diào)整的為加入質(zhì)量分別為Ig氯化鋅、35g氯甲醚， 在35°C條件下攪拌反應(yīng)四小時(shí)后，用無(wú)水乙醇進(jìn)行抽提11小時(shí)，烘干后得到氯甲基化的三 維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料。采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)方法在氯甲基化的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯 材料孔壁接枝4-乙烯基吡啶聚合物鏈。在無(wú)水無(wú)氧條件下，向兩口瓶中依次加入Ig氯化 亞銅、45g 4-乙烯基吡啶單體、3. 2g環(huán)己酮、2. 3g五甲基二乙烯三胺，攪拌至充分溶解后， 將混合液抽出，迅速注入真空狀態(tài)下盛有Ig氯甲基化的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料 的兩口瓶中。在85°C下反應(yīng)28小時(shí)，將得產(chǎn)物用四氫呋喃抽提28小時(shí)后，再在60°C下真 空干燥沈小時(shí)，最終制得孔壁表面接枝4-乙烯基吡啶聚合物鏈的三維有序大孔交聯(lián)聚苯 乙烯材料(3D0M CLPS-g-P4VP)。實(shí)施例5平均孔徑為500nm的3D0M CLPS材料接枝聚丙烯酸叔丁酯鏈段水解后得到的具有 pH響應(yīng)性3D0M CLPS-g-PAA材料的制備。(1)平均粒徑為660nm的膠體晶模板的制備平均粒徑為660nm的膠體晶模板的制備方法步驟同實(shí)施例3 (1)。(2)平均孔徑為500nm三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的制備平均孔徑為500nm三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的制備方法步驟同實(shí)施例 3(2)。(3)具有pH值響應(yīng)性聚合物鏈段的接枝利用氯甲基化反應(yīng)，將氯原子引發(fā)劑錨定在三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料孔壁 表面，采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)方法在氯甲基化的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材 料孔壁接枝丙烯酸叔丁酯聚合物鏈步驟同實(shí)施例1 ( 。最終制得孔壁表面接枝具有PH值 響應(yīng)性聚丙烯酸鏈段的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料(3D0M CLPS-g-PAA)。實(shí)施例6平均孔徑為500nm的3D0M CLPS材料接枝聚甲基丙烯酸正丁酯鏈段水解后得到的 具有PH響應(yīng)性3D0M CLPS-g-PMAA材料的制備。(1)平均粒徑為660nm的膠體晶模板的制備平均粒徑為660nm的膠體晶模板的制備方法步驟同實(shí)施例3 (1)。(2)平均孔徑為500nm三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的制備平均孔徑為500nm三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的制備方法步驟同實(shí)施例 3(2)。(3)具有pH值響應(yīng)性聚合物鏈段的接枝利用氯甲基化反應(yīng)，將氯原子引發(fā)劑錨定在三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料孔壁 表面，采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)方法在氯甲基化的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材 料孔壁接枝甲基丙烯酸正丁酯聚合物鏈步驟同實(shí)施例2C3)。最終制得孔壁表面接枝具有 PH值響應(yīng)性聚甲基丙烯酸鏈段的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料(3D0M CLPS-g-PMAA)。實(shí)施例7平均孔徑為500nm的3D0M CLPS材料接枝聚丙烯酸叔丁酯鏈段水解后得到的具有 pH響應(yīng)性3D0M CLPS-g-PAA材料的制備。
(1)平均粒徑為660nm的膠體晶模板的制備平均粒徑為660nm的膠體晶模板的制備方法步驟同實(shí)施例3 (1)。(2)平均孔徑為500nm三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的制備平均孔徑為500nm三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的制備方法其它步驟同實(shí)施 例乂2)，調(diào)整的為引發(fā)劑改用過(guò)氧化二苯甲酰。(3)具有pH值響應(yīng)性聚合物鏈段的接枝利用氯甲基化反應(yīng)，將氯原子引發(fā)劑錨定在三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料孔壁 表面，采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)方法在氯甲基化的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材 料孔壁接枝丙烯酸叔丁酯聚合物鏈步驟同實(shí)施例1 ( 。最終制得孔壁表面接枝具有PH值 響應(yīng)性聚丙烯酸鏈段的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料(3D0M CLPS-g-PAA)。實(shí)施例8平均孔徑為SOOnm的3D0M CLPS材料接枝聚(4_乙烯基吡啶)鏈段得到的具有pH 響應(yīng)性3D0M CLPS-g-P4VP材料的制備。(1)平均粒徑為IlOOnm的膠體晶模板的制備平均粒徑為IlOOnm的膠體晶模板的制備方法步驟同實(shí)施例1 (1)。(2)平均孔徑為SOOnm三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的制備平均孔徑為SOOnm三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的制備方法其它步驟同實(shí)施 例1 O)，調(diào)整的為引發(fā)劑改用過(guò)氧化苯甲酸特丁酯。(3)具有pH值響應(yīng)性聚合物鏈段的接枝利用氯甲基化反應(yīng)，將氯原子引發(fā)劑錨定在三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料孔壁 表面，采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)方法在氯甲基化的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材 料孔壁接枝4-乙烯基吡啶聚合物鏈步驟同實(shí)施例3 C3)。最終制得孔壁表面接枝具有pH值 響應(yīng)性聚丙烯酸鏈段的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料(3D0M CLPS-g-P4VP)。圖4為實(shí)施例1所制備的具有PH響應(yīng)性3D0M CLPS-g-PAA材料和磺化反應(yīng)親水 處理的3D0M CLPS材料在不同pH值溶液中對(duì)熒光黃的累積釋放曲線。由圖4可以看出pH 響應(yīng)性材料在PH = 2溶液中模擬可控釋放時(shí)吸光度的變化速率大于在pH = 6溶液中吸光 度的變化速率，池之后曲線趨于平緩。PAA在水溶液中是一類聚陰離子電解質(zhì)，其溶解性會(huì) 受到溶液PH值的影響。在pH = 2的溶液中，聚合物中的羧基因質(zhì)子化以-COOH形式存在， 聚合物大分子鏈之間有較強(qiáng)的氫鍵締合，成收縮狀態(tài)，分子鏈采取蜷曲的構(gòu)象，孔窗打開(kāi)， 孔材料內(nèi)填充的指示劑快速釋放；隨著PH值的增大，羧基電離，-COOH逐漸離解成_C00_，此 時(shí)分子之間由于靜電排斥作用，大分子鏈逐漸伸展開(kāi)來(lái)，當(dāng)PH = 6時(shí)，大分子鏈完全伸展開(kāi) 來(lái)，孔窗及大孔壁厚增大50·，孔窗完全關(guān)閉，孔材料內(nèi)填充的指示劑釋放速度相對(duì)較慢。 PH響應(yīng)性3D0M材料在不同的pH值條件下對(duì)填充物質(zhì)的釋放程度及釋放速度不同。在pH =2時(shí)材料的釋放程度及釋放速度均較大。為對(duì)比響應(yīng)性材料的效果，我們將3D0M CLPS材 料磺化反應(yīng)親水處理后，在相同填充過(guò)程條件下，在不同PH值溶液中模擬可控釋放，由圖4 中可以看出孔材料內(nèi)填充的指示劑釋放程度及釋放速度基本相同。由此說(shuō)明，接枝PH響應(yīng) 性官能基團(tuán)聚合物鏈段的三維有序大孔材料對(duì)填充物具有PH可控釋放的特性。因此該種 材料可在生物醫(yī)學(xué)、藥物控釋體系、活性酶及催化劑的緩釋-包埋等可控釋放領(lǐng)域具有廣 泛的應(yīng)用價(jià)值。
從以上實(shí)施例中可以看出，利用單分散三維有序大孔材料孔徑及連通窗口尺寸均 一特點(diǎn)，將氯原子引發(fā)劑錨定在三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料孔壁表面，然后采用原子 轉(zhuǎn)移自由基活性“可控”接枝聚合(ATRP)方法在3D0M CLPS孔壁接枝具有pH響應(yīng)性的聚 弱酸或聚弱堿聚合物鏈段，通過(guò)對(duì)接枝反應(yīng)時(shí)間的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)接枝鏈長(zhǎng)度的控制，最終制 得孔壁表面接枝具有PH響應(yīng)性聚合物鏈段的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料。利用其在 不同PH值條件下的伸展-卷曲作用實(shí)現(xiàn)對(duì)大孔之間連通窗口的開(kāi)關(guān)控制，進(jìn)而達(dá)到對(duì)填充 包容物質(zhì)的可控釋放的作用。
權(quán)利要求
1.一種PH值響應(yīng)三維有序大孔控制釋放材料，其特征為該材料的大孔和連通窗口孔 徑均一，大孔孔徑為100 lOOOnm，連通窗口尺寸為40 120nm，孔容為1. 3 2. 8cm3/g， 其基質(zhì)為具有相互連通窗口的單分散三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯，在基質(zhì)上通過(guò)原子轉(zhuǎn)移 自由基活性“可控”接枝聚合方法引入具有PH值響應(yīng)性的聚合物鏈段，利用pH值響應(yīng)性的 聚合物鏈段在不同PH值下的伸展-卷曲作用實(shí)現(xiàn)對(duì)大孔之間連通窗口的開(kāi)關(guān)控制當(dāng)pH =2時(shí)，分子鏈采取蜷曲的構(gòu)象，孔窗打開(kāi)；隨著pH值的增大，大分子鏈逐漸伸展開(kāi)來(lái)，孔 窗逐漸關(guān)閉，當(dāng)pH = 6或pH = 12時(shí)，大分子鏈完全伸展開(kāi)來(lái)，孔窗及大孔壁厚增大20 60nm，孔窗完全關(guān)閉，進(jìn)而達(dá)到對(duì)填充包容物質(zhì)的可控釋放的作用。
2.如權(quán)利要求1所述的pH值響應(yīng)三維有序大孔控制釋放材料的制備方法，其特征為包 括以下步驟(1).膠體晶模板的制備室溫下，在三口瓶中，依次加入質(zhì)量百分比濃度為25%的氨水、無(wú)水乙醇、蒸餾水和 正硅酸乙酯，質(zhì)量比為百分比濃度為25%的氨水無(wú)水乙醇蒸餾水正硅酸乙酯= 11 70 6.2 3，攪拌至混合液呈均一、穩(wěn)定狀懸濁液，補(bǔ)加相同質(zhì)量配比的等量的氨 水、無(wú)水乙醇、蒸餾水和正硅酸乙酯，重復(fù)1 4次，將所得懸濁液倒入燒杯中，室溫下靜 止使溶劑自然揮發(fā)完全，然后將所制備的二氧化硅膠體晶模板置于甘鍋中，在馬沸爐中于 400°C下燒結(jié)5小時(shí)后，緩慢降溫至室溫，即得到平均粒徑為130 1300nm的二氧化硅微球 相互粘連的膠體晶模板；(2).三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的制備在無(wú)水無(wú)氧條件下，向兩口瓶中加入步驟(1)所制備的二氧化硅膠體晶模板，在氬氣 保護(hù)下加入苯乙烯單體、二乙烯基苯交聯(lián)劑、引發(fā)劑使之浸沒(méi)模板，體積比為二乙烯基苯 苯乙烯=1 1 8，引發(fā)劑為苯乙烯和二乙烯基苯質(zhì)量之和的0.1 15%，攪拌均勻后， 浸泡0. 5 2小時(shí)，80°C下聚合20 32小時(shí)，剝離模板表面的聚苯乙烯，即得到三維有序 大孔交聯(lián)聚苯乙烯/ 二氧化硅復(fù)合物；將復(fù)合物置于質(zhì)量百分比濃度為40%氫氟酸中，超 聲分散10 60分鐘后，浸泡6 15小時(shí)，而后反復(fù)水洗至中性，80°C下真空干燥20 28 小時(shí)，即得到孔徑范圍為100 IOOOnm的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料(3D0M CLPS)。(3).具有pH值響應(yīng)性聚合物鏈段的接枝將氯原子引發(fā)劑錨定在三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料孔壁表面在無(wú)水無(wú)氧條件下 將質(zhì)量配比為氯化鋅氯甲醚=1 20 60的混合液加入到負(fù)壓狀態(tài)下裝有三維有序 大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的反應(yīng)器中，至浸沒(méi)材料，在35°C條件下攪拌反應(yīng)22 30小時(shí)后， 用無(wú)水乙醇進(jìn)行抽提6 15小時(shí)，烘干后得到氯甲基化的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料 (氯甲基化3D0M CLPS)；然后在上面制得的氯甲基化3D0M CLPS孔壁接枝具有pH值響應(yīng)性聚合物鏈段，采用以 下兩種方法之一方法1，采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)方法在制備的氯甲基化的三維有序大孔交 聯(lián)聚苯乙烯材料孔壁接枝pH值響應(yīng)性聚合物鏈在無(wú)水無(wú)氧條件下，向兩口瓶中依次加入 氯化亞銅、功能單體、環(huán)己酮和五甲基二乙烯三胺，攪拌至充分溶解后，將混合液抽出，迅速 注入負(fù)壓狀態(tài)下盛有氯甲基化的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的兩口瓶中，其質(zhì)量配比 為氯甲基化3D0M CLPS 氯化亞銅功能單體環(huán)己酮五甲基二乙烯三胺=1 1 - 6 20 60 1 5 1 5，在65 90°C下反應(yīng)16 32小時(shí)，將得產(chǎn)物用四氫呋喃抽 提觀 32小時(shí)后，再在60°C下真空干燥20 28小時(shí)，制得孔壁表面接枝功能聚合物鏈的 三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料；將制得的孔壁表面接枝功能聚合物鏈的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料放入兩口瓶 中加入磁子后抽真空，在負(fù)壓狀態(tài)下注入1，4-二氧六環(huán)至浸沒(méi)材料，浸泡1 5小時(shí)，然后 常壓下加入濃鹽酸，油浴加熱回流6 10小時(shí)。水解結(jié)束后產(chǎn)物80°C下真空干燥20 觀 小時(shí)，最終制得孔壁表面接枝具有PH值響應(yīng)性聚丙烯酸鏈段的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙 烯材料；或方法2，采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)方法在制備的氯甲基化的三維有序大孔交 聯(lián)聚苯乙烯材料孔壁接枝PH值響應(yīng)性聚合物鏈在無(wú)水無(wú)氧條件下，向兩口瓶中依次加入 氯化亞銅、功能單體、環(huán)己酮和五甲基二乙烯三胺，攪拌至充分溶解后，將混合液抽出，迅速 注入真空狀態(tài)下盛有氯甲基化的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料的兩口瓶中，其中質(zhì)量配 比為氯甲基化3D0M CLPS 氯化亞銅功能單體環(huán)己酮五甲基二乙烯三胺=1 1 6 20 60 1 5 1 5，功能單體為4-乙烯基吡啶，在65 90°C下反應(yīng)16 32 小時(shí)，將得產(chǎn)物用四氫呋喃抽提28 32小時(shí)后，再在60°C下真空干燥20 28小時(shí)，最終 制得孔壁表面接枝PH值響應(yīng)性聚合物鏈的三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯材料。
3.如權(quán)利要求2所述的pH值響應(yīng)三維有序大孔控制釋放材料的制備方法，其特征為 所述的步驟O)中的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過(guò)氧化二苯甲酰、過(guò)氧化十二 酰、過(guò)氧化二碳酸二異丙酯或過(guò)氧化苯甲酸特丁酯。
4.如權(quán)利要求2所述的pH值響應(yīng)三維有序大孔控制釋放材料的制備方法，其特征為所 述的步驟(3)中的方法1中功能單體為丙烯酸叔丁酯或甲基丙烯酸正丁酯。
全文摘要
本發(fā)明是一種pH值響應(yīng)三維有序大孔控制釋放材料。該材料的大孔和連通窗口孔徑均一，大孔孔徑為100～1000nm，連通窗口尺寸為40～120nm，孔容為1.3～2.8cm3/g，基質(zhì)為具有相互連通窗口的單分散三維有序大孔交聯(lián)聚苯乙烯，在基質(zhì)上通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基活性“可控”接枝聚合方法引入具有pH值響應(yīng)性的聚合物鏈段，利用pH值響應(yīng)性的聚合物鏈段在不同pH值下的伸展-卷曲作用實(shí)現(xiàn)對(duì)大孔之間連通窗口的開(kāi)關(guān)控制隨著pH值的增大，大分子鏈逐漸伸展開(kāi)來(lái)，孔窗逐漸關(guān)閉進(jìn)而達(dá)到對(duì)填充包容物質(zhì)的可控釋放的作用。本發(fā)明的pH值響應(yīng)可控釋放材料可在生物醫(yī)學(xué)、藥物控釋體系、活性酶及催化劑的緩釋-包埋等可控釋放領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)A61K47/32GK102120855SQ201010599020
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者劉盤(pán)閣, 張旭, 張海群, 王小梅, 王青青 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)