CN105820277B - 一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法，包括以下步骤：配制油相混合物：在丙酮中分散体积比为0.2～0.3%的α‑氰基丙烯酸正丁酯和体积比为3～6%的乙酸乙酯；配制乳化相混合物：在纯水中分散质量浓度为5～8 g/L的乳化剂和质量浓度为8～10 g/L的稳定剂，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠，所述稳定剂为右旋糖苷‑70；界面乳化聚合反应：在室温条件下，将配制的油相混合物逐滴滴入配制的乳化相混合物进行界面乳化聚合。本发明所述的一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法，具有性能稳定，对人体、动生物体无毒无害的特点。

Description

一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法，属于生物载体制备方法技术领域。
背景技术
近年来，随着纳米材料的研究发展，纳米生物材料的研发已成为目前国际生物技术领域的研究热点。
目前纳米生物材料聚氰基丙烯酸正丁酯（Poly（butyl-2-cyanoacrylate）, PBCA）也成为众多专家学者研究较多的一种生物材料。而对其研究较多的是纳米粒包括纳米球和纳米囊，它们的形状均为球形或椭球形，但纳米颗粒尺寸的缩小会造成一些问题。比如对大多数纳米颗粒而言，如何在一次实验之后回收样品是十分棘手的问题，因为一旦这些纳米颗粒分散到溶液中，除非高速离心，否则很难将纳米颗粒再从溶液中收集起来。
对于纳米线方法的研究也是很多学术科研者刻苦探索的热点，现在对于金属纳米线研究较成功的制备方法是模板合成法和台阶边缘缀饰法。模板合成法首先需制作一个模子为纳米线的生长提供场所，再采用电解沉积等方法在其中生成纳米线。台阶边缘缀饰法在单晶表面的原子台阶边缘选择沉积一种金属或其他材料通过控制一些参数用台阶边缘缀饰法制得连续的各种不同长度和线间距的纳米线列阵。
这两种方法制备工艺条件要求严格，工艺步骤多且繁琐，制备过程会产生有毒有害物质等。对于导电的碳素纳米线制备方法有电弧放电法，脉冲激光蒸发法，化学气相法等，这些制备工艺条件要求苛刻，反应过程不可控，且产生的纳米线的尺寸不易控制等。
发明内容
本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法，具有性能稳定，对人体、动生物体无毒无害的特点。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法，包括以下步骤：
配制油相混合物：在丙酮中分散体积比为0.2～0.3%(v/v)的α-氰基丙烯酸正丁酯和体积比为3～6%(v/v)的乙酸乙酯；
配制乳化相混合物：在纯水中分散质量浓度为5～8 g/L的乳化剂和质量浓度为8～10 g/L的稳定剂，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠，所述稳定剂为右旋糖苷-70；
界面乳化聚合反应：在室温条件下，将配制的油相混合物逐滴滴入配制的乳化相混合物进行界面乳化聚合。
十二烷基硫酸钠同时为乳化聚合的模板。
作为上述技术方案的优选，配制的油相混合物和配制的乳化相混合物在界面乳化聚合反应中的用量体积比为1/（0.9～1.1）。
作为上述技术方案的优选，配制的乳化相混合物通过浓度为1 M的盐酸调节pH为2.0～4.0。
作为上述技术方案的优选，配制的油相混合物逐滴滴入配制的乳化相混合物中的滴入总时间为15～20分钟，界面乳化聚合反应的总时间为2.5～3.5小时。
作为上述技术方案的优选，在界面乳化聚合反应过程中，以800～900转每分钟的转速进行磁力搅拌。
作为上述技术方案的优选，在界面乳化聚合反应后，蒸发除去有机溶剂，通过浓度为0.1 M的氢氧化钠溶液调节pH为中性，再经过半小时磁力搅拌、过滤后得到聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线的胶体混悬液。
作为上述技术方案的优选，蒸发除去有机溶剂后的磁力搅拌转速为800～900转每分钟，过滤时采用孔径为20～25微米的滤纸。
作为上述技术方案的优选，配制的油相混合物中，每5毫升丙酮中分散有：α-氰基丙烯酸正丁酯10～15微升、乙酸乙酯0.15～0.30毫升；配制的乳化相混合物中，每5毫升纯水中分散有：十二烷基硫酸钠25～40毫克、右旋糖苷-70为40～50毫克；且在界面乳化聚合反应中丙酮和纯水的体积用量相同。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
本发明所述的一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法，利用α-氰基丙烯酸正丁酯在常温的聚合性和乳化剂十二烷基硫酸钠链长模版性采用两相的界面乳化聚合法制备一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线，其优点为：
一则纳米线是一种一维结构的纳米纤维，样品回收性好，具有环保性能；
二则可以利用聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线中聚氰基丙烯酸正丁酯生物相容性好，生物降解性好，低毒性等性能方面的优势而制备出无毒无害，生物相容性好，生物降解性好纳米线从而获得更广泛的生物医学应用；
三则可以利用聚氰基丙烯酸正丁酯纳米尺寸粒径小的优势来制得特殊功能的功能材料。
本发明制备的生物材料可以作为光能复合材料，纳米阵列体系，电子传感器连接或加入磁性物资应用于磁性材料等方面，而作为航空和电子产业的光、电器件和分子器如探针显傲镜的针尖，纳米电子器件的连接等。
从原料的来源和生产工艺来说整个工艺过程没有加入任何有毒有害的原料，也没有产生任何有毒有害的物质，所以本发明制备的聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线具有生物相溶性好且无毒副作用，还可以作为医用材料或药物靶向传递材料，如作为生物传感器，作为生物探针，作为有毒副作用的抗癌药物的靶向载体，作为难溶性、不稳定性药物的载体或药物的控缓释剂载体等。
此外由本发明的工艺过程可知，且工艺简单、成本低、反应条件要求低，因此本发明所提供的技术方案为纳米生物技术不仅带来经济效益，环保意义，还具有很大的社会效益，具有很高的应用前景。
附图说明
图1为本发明所述的一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法的过程示意图；
图2为本发明具体实施例制备的聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线产品的扫描电镜图；
图3为本发明具体实施例制备的聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线产品的透射电镜图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
具体实施例1
如图1所示，本实施例所提供的一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法，包括以下步骤：
配制油相混合物：在5毫升丙酮中分散10微升的α-氰基丙烯酸正丁酯和0.15毫升的乙酸乙酯。
配制乳化相混合物：在5毫升纯水中分散25毫克的乳化剂和50毫克的稳定剂，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠，所述稳定剂为右旋糖苷-70；通过浓度为1 M的盐酸调节pH为2.5。
界面乳化聚合反应：在室温条件下，将配制的油相混合物在15～20分钟内逐滴滴入配制的乳化相混合物进行界面乳化聚合，在界面乳化聚合反应过程中，以800～900转每分钟的转速进行磁力搅拌，界面乳化聚合反应的总时间为2.5～3.5小时。
然后蒸发除去有机溶剂，通过浓度为0.1 M的氢氧化钠溶液调节pH为中性，再经过半小时磁力搅拌、过滤后得到聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线的胶体混悬液，其中，磁力搅拌转速为800～900转每分钟，过滤时采用孔径为20～25微米的滤纸。
具体实施例2
本实施所提供的一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法中：
配制油相混合物：在5毫升丙酮中分散10微升的α-氰基丙烯酸正丁酯和0.15毫升的乙酸乙酯。
配制乳化相混合物：在5毫升纯水中分散25毫克的乳化剂和50毫克的稳定剂，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠，所述稳定剂为右旋糖苷-70；通过浓度为1 M的盐酸调节pH为2.5。
其余步骤与具体实施例1相同。
具体实施例3
本实施所提供的一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法中：
配制油相混合物：在5毫升丙酮中分散10微升的α-氰基丙烯酸正丁酯和0.20毫升的乙酸乙酯。
配制乳化相混合物：在5毫升纯水中分散30毫克的乳化剂和45毫克的稳定剂，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠，所述稳定剂为右旋糖苷-70；通过浓度为1 M的盐酸调节pH为2.5。
其余步骤与具体实施例1相同。
具体实施例4
本实施所提供的一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法中：
配制油相混合物：在5毫升丙酮中分散12.5微升的α-氰基丙烯酸正丁酯和0.20毫升的乙酸乙酯。
配制乳化相混合物：在5毫升纯水中分散30毫克的乳化剂和50毫克的稳定剂，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠，所述稳定剂为右旋糖苷-70；通过浓度为1 M的盐酸调节pH为2.0。
其余步骤与具体实施例1相同。
具体实施例5
本实施所提供的一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法中：
配制油相混合物：在5毫升丙酮中分散12.5微升的α-氰基丙烯酸正丁酯和0.25毫升的乙酸乙酯。
配制乳化相混合物：在5毫升纯水中分散30毫克的乳化剂和40毫克的稳定剂，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠，所述稳定剂为右旋糖苷-70；通过浓度为1 M的盐酸调节pH为2.5。
其余步骤与具体实施例1相同。
具体实施例6
本实施所提供的一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法中：
配制油相混合物：在5毫升丙酮中分散12.5微升的α-氰基丙烯酸正丁酯和0.30毫升的乙酸乙酯。
配制乳化相混合物：在5毫升纯水中分散25毫克的乳化剂和45毫克的稳定剂，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠，所述稳定剂为右旋糖苷-70；通过浓度为1 M的盐酸调节pH为3.0。
其余步骤与具体实施例1相同。
具体实施例7
本实施所提供的一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法中：
配制油相混合物：在5毫升丙酮中分散15微升的α-氰基丙烯酸正丁酯和0.30毫升的乙酸乙酯。
配制乳化相混合物：在5毫升纯水中分散35毫克的乳化剂和40毫克的稳定剂，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠，所述稳定剂为右旋糖苷-70；通过浓度为1 M的盐酸调节pH为3.5。
其余步骤与具体实施例1相同。
具体实施例8
本实施所提供的一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法中：
配制油相混合物：在5毫升丙酮中分散15微升的α-氰基丙烯酸正丁酯和0.30毫升的乙酸乙酯。
配制乳化相混合物：在5毫升纯水中分散40毫克的乳化剂和50毫克的稳定剂，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠，所述稳定剂为右旋糖苷-70；通过浓度为1 M的盐酸调节pH为3.0。
其余步骤与具体实施例1相同。
具体实施例9
本实施所提供的一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法中：
配制油相混合物：在5毫升丙酮中分散10微升的α-氰基丙烯酸正丁酯和0.25毫升的乙酸乙酯。
配制乳化相混合物：在5毫升纯水中分散35毫克的乳化剂和45毫克的稳定剂，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠，所述稳定剂为右旋糖苷-70；通过浓度为1 M的盐酸调节pH为2.5。
其余步骤与具体实施例1相同。
如图2和图3所示，在扫描电子显微镜和透射电子显微镜下观察，具体实施例1至9制得的聚氰基丙烯酸正丁酯纳米粒径液滴呈线形，宽度小于100纳米，长为1～2.5微米，分布均匀、分散良好。
经粒度分析仪分析，具体实施例1至9制得的聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线产品的粒径宽为94.025±2.765纳米，电动势为-34.655～-30.562 mV。
以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法，其特征是，包括以下步骤：
配制油相混合物：在丙酮中分散体积比为0.2～0.3%的α-氰基丙烯酸正丁酯和体积比为3～6%的乙酸乙酯；
配制乳化相混合物：在纯水中分散质量浓度为5～8 g/L的乳化剂和质量浓度为8～10g/L的稳定剂，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠，所述稳定剂为右旋糖苷-70；配制的乳化相混合物通过浓度为1 M的盐酸调节pH为2.0～4.0；
界面乳化聚合反应：在室温条件下，将配制的油相混合物逐滴滴入配制的乳化相混合物进行界面乳化聚合；配制的油相混合物和配制的乳化相混合物在界面乳化聚合反应中的用量体积比为1/（0.9～1.1）；配制的油相混合物逐滴滴入配制的乳化相混合物中的滴入总时间为15～20分钟，界面乳化聚合反应的总时间为2.5～3.5小时；在界面乳化聚合反应过程中，以800～900转每分钟的转速进行磁力搅拌；
在界面乳化聚合反应后，蒸发除去有机溶剂，通过浓度为0.1 M的氢氧化钠溶液调节pH为中性，再经过半小时磁力搅拌、过滤后得到聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线的胶体混悬液；蒸发除去有机溶剂后的磁力搅拌转速为800～900转每分钟，过滤时采用孔径为20～25微米的滤纸。
2.如权利要求1所述的一种聚氰基丙烯酸正丁酯纳米线制备方法，其特征是，配制的油相混合物中，每5毫升丙酮中分散有：α-氰基丙烯酸正丁酯10～15微升、乙酸乙酯0.15～0.30毫升；配制的乳化相混合物中，每5毫升纯水中分散有：十二烷基硫酸钠25～40毫克、右旋糖苷-70为40～50毫克；且在界面乳化聚合反应中丙酮和纯水的体积用量相同。
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