CN105906811B - 一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子及其制备方法 - Google Patents

一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105906811B
CN105906811B CN201610268873.XA CN201610268873A CN105906811B CN 105906811 B CN105906811 B CN 105906811B CN 201610268873 A CN201610268873 A CN 201610268873A CN 105906811 B CN105906811 B CN 105906811B
Authority
CN
China
Prior art keywords
nanoparticle
weight
parts
polysiloxanes
wheat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610268873.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105906811A (zh
Inventor
万贤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Technology and Business University
Original Assignee
Beijing Technology and Business University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Technology and Business University filed Critical Beijing Technology and Business University
Priority to CN201610268873.XA priority Critical patent/CN105906811B/zh
Publication of CN105906811A publication Critical patent/CN105906811A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105906811B publication Critical patent/CN105906811B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/20—Polysiloxanes containing silicon bound to unsaturated aliphatic groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/06—Preparatory processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/22—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
    • C08G77/26—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen nitrogen-containing groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2383/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
    • C08J2383/04—Polysiloxanes
    • C08J2383/07—Polysiloxanes containing silicon bound to unsaturated aliphatic groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2383/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
    • C08J2383/04—Polysiloxanes
    • C08J2383/08—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen, and oxygen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子及其制备方法，该纳米粒子呈单分散分布的实心或空心结构，其粒子长轴为0.2～10μm，短轴为0.1～5μm，外形呈麦粒状，其外表面沿长轴呈现一条凹陷的线状痕迹。其制备方法是将一种或多种硅烷单体的混合物作为油相，将乳化剂、有机醇和无机盐溶解在去离子水中作为水相；将水相100重量份和油相5‑80重量份混合均匀后，进行陈化处理，再加入碱性溶液，可得实心纳米粒子；实心纳米粒子经水热处理、烘干即获得空心的纳米粒子。该纳米粒子的粒径均匀，呈单分散分布，比表面积大；在制备过程中无需使用任何模板，工艺方法简单，不需再通过煅烧或者化学刻蚀的方式去除模板，大大降低了制备成本，可满足不同应用领域的需要。

Description

一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚硅氧烷纳米粒子及其制备技术，特别涉及一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子及其制备方法，属于化工材料制备技术领域。
背景技术
近年来，对聚硅氧烷纳米微粒的研究得到了越来越广泛的关注，因为聚硅氧烷具有高强度、耐热性、耐候性、无毒无味、小尺寸效应、易分散、量子隧道效应等特点，在涂料、油漆、化妆品、造纸、纳米模板以及医药等多方面都得到广泛应用。同时，对空心聚硅氧烷纳米微粒的研究也日益广泛。因为空心聚硅氧烷具有高比表面积、高强度、耐热耐候、无毒无味、高吸附性能等特点，在药物缓释载体、吸附材料、催化载体、轻体材料、保温隔热材料、化妆品等领域等多方面都得到了广泛的研究。
聚硅氧烷纳米粒子有多种制备方法。Kolb于1956年首次发现了凝胶溶胶法制备单分散SiO2的方法，然而反应速度的原因导致了多分散微粒的出现。直到1968年和Fink在文献“Controlled growth of monodisperse silica spheres in the micronsize range.Colloid Interface Sci,1968,26:62-69”中对Kolb方法进行了较为系统的研究，通过对体系各项参数进行研究和调整，得到了粒径在0.05-2μm范围之间的单分散球形微粒。然而，在加入氨水等催化剂进行缩合的过程中，水解产物的缩合度和浓度是影响成核的主要因素，成核密度的不同直接导致了最终粒子的粒径，因为成核过程的短暂导致了最终粒子领子的不易重复，粒径预见性差、步骤繁琐等缺点。所以董鹏等人在文献“Preparation of three-dimensionally ordered inorganic/organic Bi-contimiouscomposite proton condueting membranes.Chemistry of Materials,2005,17(24),5880-5883”中引入了外来的硅溶胶作为核心种子，将其作为体系自发产的核心的替代品，从而提出了播种法。这种方法可以使粒子粒径范围在1μm之内进行精确控制，其获得的粒子粒径分布偏差比方法更好，播种法获得的微粒形貌依然为球形。加成法则是使用了在催化剂的作用下，将含氢的聚硅氧烷与含有乙烯基的聚硅氧烷进行硅氢加成反应，从而生成聚硅氧烷粒子，形貌也是球状。Kikuchi等人“Recovery of microsPherical siliconeresin Particle.[P].JP4202226,1992”使用加成法制备了粒径为600nm的聚硅氧烷粒子，形貌也是球状。水解缩合法则是将烷氧基硅烷先经过水解，而后通过添加酸或者碱进行催化缩合交联生成聚硅氧烷微球。这种方法所获得的微球粒径在0.01-100μm之间。从目前的研究来看，无论是播种法，还是凝胶溶胶法，还是其他的制备方法，都是期待通过改变体系的各项参数，达到对生成粒子的可控制备，可控内容包括是否单分散，是否粒径大小可控。这些反应都是基于水溶液中对硅烷进行水解缩合产生的，由于界面张力的作用，和热力学平衡的存在，所获得的粒子皆为球形。麦粒形貌较为复杂，与纺锤体还有一定的差别，要做到粒径均一，形貌单一还是较为困难的实验工艺。目前还少有能够在不使用模板的情况下大量获得单分散的麦粒形貌的实心聚硅氧烷粒子的报道。
空心聚硅氧烷纳米粒子有多种制备方法。例如软模板法，硬模板法以及自牺牲模板法等。文献“Shape-Tunable Hollow Silica Nanomaterials Based on a Soft-Templating Method and Their Application as a Drug Carrier.ACS AppliedMaterials&Interfaces,2014.6(24):p.21921-21930.”中采用了PVP和水作为软模板，制备了空心的纳米线，纳米球和纳米小蝌蚪。Barbe等人的文献中“Silica particles:A noveldrug-delivery system.Advanced Materials,2004,16(21):1959-1966.”在乳状液中合成了空心微球，所用的微反应器就是液滴。文献“Direct preparation of silica hollowspheres in a water in oil emulsion system:The effect of pH andviscosity.Journal of Non-crystalline Solids,2006,352(21-22):2230-2235.”报道了以CTAB作模板，通过调节溶液浓度和pH值，在微溶液中就能出纳米级的空心微球。Wang等人在“Creation of Interior Space,Architecture of Shell Structure,andEncapsulation of Functional Materials for Mesoporous SiO2Spheres.Chemistry ofMaterials,2011,23(22):4886-4899”用Ostwald ripening熟化方法在水热条件下进行了介孔中空微球的制备。Wang等人在文献“Hollow mesoporous silica spheressynthesized with cationic and anionic mixed surfactant as templates.MaterialsLetters,2015.142:269-272.”中采用改进的方法，在室温下利用表面活性剂CTAB/SDS作双重模板获得了空心微球。
从目前对空心聚硅氧烷粒子的研究来看，硬模板和软模板法仍然是制备空心聚硅氧烷粒子的主流方法，但是模板的选择逐渐倾向易于在较为容易获得的体系中去除，同时，自牺牲模板法更加受到研究者的青睐。不过，聚硅氧烷的空心粒子无论是通过有形的模板法还是自牺牲模板法，其外形均为球形，这同样也是由于在制备过程中热力学平衡的条件决定的。目前还少有报道表明能够在不使用模板的情况下便捷的获得单分散的纺锤形麦粒形聚硅氧烷空心结构，而麦粒形聚硅氧烷空心结构则更加难以获得。
发明内容
本发明的目的是提供一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子及其制备方法，以解决现有技术中聚硅氧烷纳米粒子形貌单一、制备过程需使用模板的技术缺陷。
本发明的技术方案如下：
一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子，其特征在于：该纳米粒子呈单分散分布的实心或空心结构，该实心或空心结构为中间凸，两头尖，在其外表面沿长轴呈现一条凹陷的线状痕迹，形似麦粒；其粒子长轴尺寸为0.2～10μm，短轴尺寸为0.1～5μm。
所述空心结构的纳米粒子，其壳为单层或双层。
本发明提供的一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子的方法,其特征在于该方法按如下步骤进行：
1)制备油相和水相：将一种硅烷单体或多种硅烷单体的混合物作为油相，将乳化剂、有机醇和无机盐溶解在去离子水中作为水相，油相中去离子水为100重量份，乳化剂为0-4重量份，有机醇为0-4重量份，无机盐为0-6重量份；
2)陈化处理：将水相100重量份和油相5-80重量份混合均匀，然后在0℃～50℃区间搅拌10～20分钟，然后陈化1～5小时，再次搅拌，保持在0℃～90℃后陈化1～5小时；
3)将陈化处理后的混合液在20℃～90℃下加入碱性溶液，反应1～4h后，得到实心结构的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子；
本发明提供的另一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子的方法,其特征在于该方法按如下步骤进行：
1)制备油相和水相：将一种硅烷单体或多种硅烷单体的混合物作为油相，将乳化剂、有机醇和无机盐溶解在去离子水中作为水相，油相中去离子水为100重量份，乳化剂为0-4重量份，有机醇为0-4重量份，无机盐为0-6重量份；
2)陈化处理：将水相100重量份和油相5-80重量份混合均匀，然后在0℃～50℃区间搅拌10～20分钟，然后陈化1～5小时，再次搅拌，保持在0℃～90℃后陈化1～5小时；
3)将陈化处理后的混合液在20℃～90℃下加入碱性溶液，反应1～4h后，得到实心结构的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子分散液；
4)将所得实心结构的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子分散液置于水热釜中，在120℃～220℃下放置4～24h，清洗后即得到麦粒形空心聚硅氧烷空心纳米粒子。
优选地，本发明所述的硅烷单体为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、硅酸钠、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、乙二胺丙基三乙氧基硅烷、六甲基二硅氧烷三甲基氯硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷中、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷。
优选地，本发明所述的有机醇为甲醇、乙醇、环己醇、乙二醇、环己醇、丙三醇、丁二醇、正丁醇和异丁醇中的一种或几种。
优选地，本发明所述的无机盐为氯化钠、氯化钾、氯化锌、硫酸钠、碳酸氢铵、醋酸钠和硫代硫酸钠中的一种或几种。
优选地，本发明所述的乳化剂为聚乙烯吡咯烷酮、嵌段聚醚、聚乙烯醇、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵，司盘60、司盘80、吐温80和吐温60中的一种或几种。
优选地，本发明所述的碱性溶液为氨水、氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液和氢氧化钙水溶液中的一种或几种。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：在制备过程中无需使用任何模板，实验步骤简单，不需要再次通过煅烧或者化学刻蚀的方式去除模板，大大降低了制备成本；乳化剂可加入也可不加入，因此在使用中不存在乳化剂的残留问题；仅仅通过催化缩聚反应以及后续的水热处理，即可得到单分散的麦粒形空心结构的聚硅氧烷纳米粒子，克服了现有制备方法中，由于体系界面张力的作用，聚硅氧烷空心纳米粒子的制备仅仅能获得球状粒子的局限；乳化剂的使用在本发明中并非必要条件，得到的单分散的麦粒形空心聚硅氧烷粒子粒径在0.2～10μm范围内；所得的单分散的麦粒形空心结构粒子产率高；所得的麦粒形空心结构粒子可为单一组分的聚硅氧烷，也可为复合组分的聚硅氧烷，可满足不同应用领域的需要；在获得聚硅氧烷空心粒子的制备中未参杂其他材料，因此不会影响其在药物缓释载体、吸附材料、催化载体、轻体材料、保温隔热材料、化妆品等领域的使用。
附图说明
图1为实施例1得到的空心聚硅氧烷粒子的透射电镜图片。
图2为实施例3得到的实心聚硅氧烷粒子的扫描电镜图片。
图3为实施例4得到的空心聚硅氧烷粒子的透射电镜图片。
图4为实施例7得到的实心聚硅氧烷粒子的扫描电镜图片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示，本发明提供的一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳纳米粒子，呈单分散分布的实心或空心结构，该实心或空心结构为中间凸，两头尖，在其外表面沿长轴呈现一条凹陷的线状痕迹，形似麦粒；其粒子长轴尺寸为0.2～10μm，短轴尺寸为0.1～5μm。
所述空心结构的纳米粒子，其壳为单层或双层。
其具体制备工艺步骤如下：
1)制备油相和水相：将一种硅烷单体或将多种硅烷单体混合均匀作为油相，其中水为100重量份，油相为5重量份-80重量份；将乳化剂、有机醇、无机盐溶解在去离子水中作为水相，其中水相中乳化剂为0-4重量份，有机醇为0-4重量份，无机盐为0-6重量份；所述的硅烷单体为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、硅酸钠、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、乙二胺丙基三乙氧基硅烷、六甲基二硅氧烷三甲基氯硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷中、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷的一种或几种。所述的有机醇为甲醇、乙醇、环己醇、乙二醇、环己醇、丙三醇、丁二醇、正丁醇、异丁醇中的一种或几种。所述的无机盐为氯化钠、氯化钾、氯化锌、硫酸钠、碳酸氢铵、醋酸钠、硫代硫酸钠中的一种或几种。所述的乳化剂为聚乙烯吡咯烷酮、嵌段聚醚、聚乙烯醇、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵，司盘60、司盘80、吐温80和吐温60中的一种或几种。
2)陈化处理：将水相100重量份和油相5-80重量份混合均匀，然后在0℃～50℃区间搅拌10～20分钟，然后陈化1～5小时，再次搅拌，保持在0℃～90℃后陈化1～5小时；
3)将陈化处理后的混合液在20℃～90℃下加入碱性溶液，反应1～4h后，清洗后得到实心结构的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子。所述的碱性溶液为氨水、氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氢氧化钙水溶液中的一种或几种。
本发明提供的另一种单分散的麦粒形空心聚硅氧烷纳纳米粒子的制备方法,其具体工艺步骤如下：
1)制备油相和水相：制备油相和水相：将一种硅烷单体或将多种硅烷单体混合均匀作为油相，其中水为100重量份，油相为5重量份-80重量份；将乳化剂、有机醇、无机盐溶解在去离子水中作为水相，其中乳化剂为0-4重量份，有机醇为0-4重量份，无机盐为0-6重量份；所述的硅烷单体为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、硅酸钠、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、乙二胺丙基三乙氧基硅烷、六甲基二硅氧烷三甲基氯硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷中、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷；所述的有机醇为甲醇、乙醇、环己醇、乙二醇、环己醇、丙三醇、丁二醇、正丁醇、异丁醇中的一种或几种；所述的无机盐为氯化钠、氯化钾、氯化锌、硫酸钠、碳酸氢铵、醋酸钠、硫代硫酸钠中的一种或几种；所述的乳化剂为聚乙烯吡咯烷酮、嵌段聚醚、聚乙烯醇、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵，司盘60、司盘80、吐温80和吐温60中的一种或几种。
2)陈化处理：将水相100重量份和油相5-80重量份混合均匀，然后在0℃～50℃区间搅拌10～20分钟，然后陈化1～5小时，再次搅拌，保持在0℃～90℃后陈化1～5小时；
3)将陈化处理后的混合液在20℃～90℃下加入碱性溶液，反应1～4h后，得到实心结构的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子分散液；所述的碱性溶液为氨水、氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液和氢氧化钙水溶液中的一种或几种。
4)将所得实心结构的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子分散液至于水热釜中，在120℃～220℃下放置4～24h，清洗后即得到麦粒形空心聚硅氧烷空心纳米粒子。
下面通过几个具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：
1)制备油相和水相：取乙烯基三乙氧基硅烷：5重量份作为油相，将4重量份的聚乙烯吡咯烷酮和1重量份的乙醇溶于100重量份的水中形成水相，将油相加入到水相中，将混合液在室温下搅拌10分钟，陈化一小时，而后再次搅拌20分钟，陈化两小时。
2)制备单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子：将得到的陈化混合液在室温下，加入2mol/L的氢氧化钠5ml溶液，反应3h即得到单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子。
3)将所得麦粒形聚硅氧烷纳米粒子分散液至于水热釜中，在160℃下反应12h，清洗后即得到麦粒形聚硅氧烷空心纳米粒子。
实施例2
1)制备油相和水相：取乙烯基三甲氧基硅烷:7.5重量份作为油相，将2重量份的丙三醇和6重量份NaCl溶于100重量份的水中形成水相，将油相加入到水相中，将油相加入到水相中，将混合液在50度下搅拌10分钟，陈化两小时，而后再次搅拌20分钟，陈化一小时。
2)制备单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子：将得到的陈化混合液在50度下，加入1.5mol/L的氢氧化钠3ml溶液，反应2h即得到单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子。
3)将所得麦粒形聚硅氧烷纳米粒子分散液至于水热釜中，在200℃下反应12h，清洗后即得到麦粒形聚硅氧烷空心纳米粒子。
实施例3
1)制备油相和水相：取乙烯基三乙氧基硅烷：10重量份作为油相，取100重量份去离子水作为水相，将油相加入到水相中，将混合液在室温下搅拌10分钟，陈化两小时，而后再次搅拌20分钟，陈化两小时。
2)制备单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子：将得到的陈化混合液在室温下，加入3.5mol/L的氢氧化钠0.6ml溶液，反应2h即得到单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子。
实施例4
1)制备油相和水相：取乙烯基三乙氧基硅烷：3.5重量份，甲基三乙氧基硅烷：4.5重量份，氨丙基三乙氧基硅烷:0.5重量份，硅酸钠：2.5重量份，混合得到油相，将2.5重量份的十二烷基磺酸钠溶于100重量份的水中形成水相，将油相加入到水相中，将混合液在90度下搅拌20分钟，陈化一小时，而后再次搅拌5分钟，陈化两小时。
2)制备单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子：将得到的陈化混合液在90度下，加入1mol/L的氢氧化钠3ml溶液，反应5h即得到单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子。
3)将所得麦粒形聚硅氧烷纳米粒子分散液至于水热釜中，在220℃下反应4h，清洗后即得到麦粒形聚硅氧烷空心纳米粒子。
实施例5
1)制备油相和水相：取十二烷基三乙氧基硅烷：18重量份，甲基三乙氧基硅烷：16.5重量份，六甲基二硅氧烷三甲基氯硅烷：15.5重量份，氨丙基三乙氧基硅烷:15重量份，乙烯基三乙氧基硅烷：15重量份混合得到油相，将0.5重量份乙醇、0.5重量份氯化钾溶于100重量份的水中形成水相，将油相加入到水相中，将混合液在50度下搅拌20分钟，陈化三小时，而后再次搅拌20分钟，陈化一小时。
2)制备单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子：将得到的陈化混合液在50度下，加入1mol/L的氢氧化钠6ml溶液，反应4h即得到单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子。
3)将所得麦粒形聚硅氧烷纳米粒子分散液至于水热釜中，在160℃下反应12h，清洗后即得到麦粒形聚硅氧烷空心纳米粒子。
实施例6
1)制备油相和水相：制备油相和水相：取十二烷基三乙氧基硅烷：0.5重量份，甲基三乙氧基硅烷：3.5重量份，乙烯基三乙氧基硅烷：2.5重量份，氨丙基三乙氧基硅烷:1.5重量份混合得到油相，将1.5重量份的十六烷基三甲基溴化铵、1.5重量份甲醇、0.5重量份氯化钾溶于100重量份的水中形成水相，将油相加入到水相中，将混合液在70度下搅拌10分钟，陈化三小时，而后再次搅拌20分钟，陈化三小时。
2)制备单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子：将得到的陈化混合液在70度下，加入1.5mol/L的氢氧化钠6ml溶液，反应4h即得到单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子。
3)将所得麦粒形聚硅氧烷纳米粒子分散液至于水热釜中，在180℃下反应12h，清洗后即得到麦粒形聚硅氧烷空心纳米粒子。
实施例7
1)制备油相和水相：制备油相和水相：取氨丙基三乙氧基硅烷：1.5重量份，甲基三乙氧基硅烷：0.5重量份，乙烯基三乙氧基硅烷：1重量份，苯基三乙氧基硅烷:2重量份混合得到油相，将0.5重量份的司盘80、3.5重量份吐温80溶于100重量份的水中形成水相，将油相加入到水相中，将混合液在10度下搅拌10分钟，陈化三小时，而后再次搅拌20分钟，陈化五小时。
2)制备单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子：将得到的陈化混合液在30度下，加入2.5mol/L的氢氧化钠6ml溶液，反应4h即得到单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子。
实施例8
1)制备油相和水相：取乙烯基三乙氧基硅烷：4.5重量份，苯基三乙氧基硅烷:1.5重量份，甲基三乙氧基硅烷：3.5重量份，氨丙基三乙氧基硅烷:0.5重量份混合得到油相，将1.5重量份的十二烷基磺酸钠溶于100重量份的水中形成水相，将油相加入到水相中，将混合液在60度下搅拌10分钟，陈化五小时，而后再次搅拌20分钟，陈化一小时。
2)制备单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子：将得到的陈化混合液在60度下，加入1mol/L的氢氧化钠2.5ml和1.5mol/L的氢氧化钾溶液1ml，反应4h即得到单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子。
3)将所得麦粒形聚硅氧烷纳米粒子分散液至于水热釜中，在190℃下反应6h，清洗后即得到麦粒形聚硅氧烷空心纳米粒子。
实施例9
1)制备油相和水相：取乙烯基三乙氧基硅烷：0.5重量份，硅酸钠：2.5重量份，甲基三乙氧基硅烷：1.5重量份，氨丙基三乙氧基硅烷:1.5重量份混合得到油相，将0.5重量份的聚乙烯吡咯烷酮溶于100重量份的水中形成水相，将油相加入到水相中，将混合液在40度下搅拌10分钟，陈化三小时，而后再次搅拌20分钟，陈化两小时。
2)制备单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子：将得到的陈化混合液在50度下，加入1mol/L的氢氧化钠0.5ml和1.5mol/L的氢氧化钾溶液3ml，反应5h即得到单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子。
3)将所得麦粒形聚硅氧烷纳米粒子分散液至于水热釜中，在140℃下反应12h，清洗后即得到麦粒形聚硅氧烷空心纳米粒子。
实施例10
1)制备油相和水相：取乙烯基三乙氧基硅烷：2.5重量份，硅酸钠：1.5重量份，苯基三乙氧基硅烷：3重量份，氨丙基三乙氧基硅烷:2.5重量份混合得到油相，将1重量份的十六烷基三甲基溴化铵、6重量份的氯化钠溶于100重量份的水中形成水相，将油相加入到水相中，将混合液在80度下搅拌20分钟，陈化一小时，而后再次搅拌10分钟，陈化一小时。
2)制备单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子：将得到的陈化混合液在50度下，加入1.5mol/L的氢氧化钠3ml，反应3h即得到单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子。
实施例11
1)制备油相和水相：取乙烯基三乙氧基硅烷：3.5重量份，乙烯基三甲氧基硅烷：0.5重量份，甲基三乙氧基硅烷：2重量份，氨丙基三乙氧基硅烷:1.5重量份混合得到油相，将1.5重量份的聚乙烯吡咯烷酮、0.5重量份丙三醇、2.5重量份氯化钠溶于100重量份的水中形成水相，将油相加入到水相中，将混合液在25度下搅拌20分钟，陈化五小时，而后再次搅拌20分钟，陈化一小时。
2)制备单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子：将得到的陈化混合液在25度下，加入5mol/L的氢氧化钠0.6ml，反应5h即得到单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子。
3)将所得麦粒形聚硅氧烷纳米粒子分散液至于水热釜中，在170℃下反应12h，清洗后即得到麦粒形聚硅氧烷空心纳米粒子。

Claims (6)

1.一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子的制备方法，其特征在于，该聚硅氧烷纳米粒子呈空心结构，该空心结构为中间凸，两头尖，在其外表面沿长轴呈现一条凹陷的线状痕迹，形似麦粒，所述制备方法包括如下步骤：
1)制备油相和水相：将一种硅烷单体或多种硅烷单体的混合物作为油相，将乳化剂、有机醇和无机盐溶解在去离子水中作为水相，油相中去离子水为100重量份，乳化剂为0-4重量份，有机醇为0-4重量份，无机盐为0-6重量份；所述的硅烷单体为十二烷基三乙氧基硅烷中、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或几种；
2)陈化处理：将水相100重量份和油相5-80重量份混合均匀，然后在0℃～50℃区间搅拌10～20分钟，然后陈化1～5小时，再次搅拌，保持在0℃～90℃后陈化1～5小时；
3)将陈化处理后的混合液在20℃～90℃下加入碱性溶液，反应1～4h后，得到实心结构的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子分散液；
4)将所得实心结构的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子分散液置于水热釜中，在120℃～220℃下放置4～24h，清洗后即得到麦粒形空心聚硅氧烷空心纳米粒子。
2.按照权利要求1所述的一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子的制备方法，其特征在于，麦粒形聚硅氧烷纳米粒子长轴尺寸为0.2～10μm，短轴尺寸为0.1～5μm；所述空心结构的纳米粒子具有单层或双层的壳。
3.按照权利要求1或2所述的一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子的方法,其特征在于：所述的有机醇为甲醇、乙醇、乙二醇、环己醇、丙三醇、丁二醇、正丁醇和异丁醇中的一种或几种。
4.按照权利要求1或2所述的一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子的方法,其特征在于：所述的无机盐为氯化钠、氯化钾、氯化锌、硫酸钠、碳酸氢铵、醋酸钠和硫代硫酸钠中的一种或几种。
5.按照权利要求1或2所述的一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子的方法,其特征在于：所述的乳化剂为聚乙烯吡咯烷酮、嵌段聚醚、聚乙烯醇、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵，司盘60、司盘80、吐温80和吐温60中的一种或几种。
6.按照权利要求1或2所述的一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子的方法,其特征在于：所述的碱性溶液为氨水、氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液和氢氧化钙水溶液中的一种或几种。
CN201610268873.XA 2016-04-27 2016-04-27 一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子及其制备方法 Active CN105906811B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610268873.XA CN105906811B (zh) 2016-04-27 2016-04-27 一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610268873.XA CN105906811B (zh) 2016-04-27 2016-04-27 一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105906811A CN105906811A (zh) 2016-08-31
CN105906811B true CN105906811B (zh) 2019-03-29

Family

ID=56751918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610268873.XA Active CN105906811B (zh) 2016-04-27 2016-04-27 一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105906811B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112708136A (zh) * 2019-10-24 2021-04-27 华东理工大学 一种百合花粉形有机硅粒子及其制备方法
CN113549218B (zh) * 2021-08-06 2022-11-04 江西新嘉懿新材料有限公司 一种空心球形硅树脂的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003171465A (ja) * 2001-12-07 2003-06-20 Takemoto Oil & Fat Co Ltd 有機シリコーン微粒子、有機シリコーン微粒子の製造方法及び高分子材料用改質剤
CN101857675A (zh) * 2010-06-24 2010-10-13 常州嘉众新材料科技有限公司 一种高纯球形全孔硅胶粒子的制备方法
CN102209747A (zh) * 2009-05-21 2011-10-05 竹本油脂株式会社 中空异形微粒、其制造方法、含有中空异形微粒的化妆品原料和树脂组合物
CN102365074A (zh) * 2009-03-27 2012-02-29 莱雅公司 用于化妆品用途的含纺锤状颗粒的粉末组合物
CN102604102A (zh) * 2012-03-30 2012-07-25 山东大学 一种聚倍半硅氧烷空心微球的制备方法
CN103421136A (zh) * 2013-08-01 2013-12-04 华南理工大学 一种凹型聚丙烯腈纳米粒子及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003171465A (ja) * 2001-12-07 2003-06-20 Takemoto Oil & Fat Co Ltd 有機シリコーン微粒子、有機シリコーン微粒子の製造方法及び高分子材料用改質剤
CN102365074A (zh) * 2009-03-27 2012-02-29 莱雅公司 用于化妆品用途的含纺锤状颗粒的粉末组合物
CN102209747A (zh) * 2009-05-21 2011-10-05 竹本油脂株式会社 中空异形微粒、其制造方法、含有中空异形微粒的化妆品原料和树脂组合物
CN101857675A (zh) * 2010-06-24 2010-10-13 常州嘉众新材料科技有限公司 一种高纯球形全孔硅胶粒子的制备方法
CN102604102A (zh) * 2012-03-30 2012-07-25 山东大学 一种聚倍半硅氧烷空心微球的制备方法
CN103421136A (zh) * 2013-08-01 2013-12-04 华南理工大学 一种凹型聚丙烯腈纳米粒子及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105906811A (zh) 2016-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018049965A1 (zh) 一种以微乳液为前体快速制备气凝胶的方法
KR101790553B1 (ko) 중공실리카 입자의 제조방법, 중공실리카 입자 및 그를 포함하는 조성물 및 단열 시트
TWI516447B (zh) 氣凝膠及其製造方法
JP5148971B2 (ja) 球状シリカ粒子およびその製造方法
CN107416844A (zh) 具有双亲特性和双粒子结构的纳米二氧化硅分散液及制法
CN105329905B (zh) 中空介孔二氧化硅纳米颗粒的制备方法
JP4911814B2 (ja) 球状多孔質粒子およびその製造方法
JP5253125B2 (ja) 多孔質シリカ粒子、その製造方法及び該多孔質シリカ粒子からなるコンポジット材料
CN102992329A (zh) 一种制备介孔氧化硅微球的方法
JP2008297183A (ja) 多孔質酸化物粒子およびその製造方法
CN105906811B (zh) 一种单分散的麦粒形聚硅氧烷纳米粒子及其制备方法
CN101559952A (zh) 一种纳米尺度介孔二氧化硅球的制备方法
CN101475179B (zh) 一种有机无机杂化氧化硅纳米球的制备方法
CN109675506A (zh) 单分散空心结构介孔氧化硅微球材料及其双表面活性剂诱导组装制备方法
CN107416849A (zh) 一种制备单分散纳米二氧化硅粒子的方法
CN108912417A (zh) 一种构筑SiO2/lignin/NR三维多层补强结构材料的方法
KR102613368B1 (ko) 도액의 제조 방법, 도액 및 도막
CN105860080B (zh) 一种单分散的红细胞形聚硅氧烷纳米粒子及其制备方法
JP7230914B2 (ja) 塗液及び塗膜
WO2018133586A1 (zh) 一种均匀二氧化硅微球及其制备方法和应用
JP2010155750A (ja) 表面封止シリカ系粒子の製造方法、表面封止シリカ系粒子および該粒子を混合してなる半導体封止用樹脂組成物
CN101428807A (zh) 一种易分散双亲纳米二氧化硅的制备方法
Lu et al. Controllable synthesis of hierarchical polysilsesquioxane surfaces: From spheres-on-sphere to bowls-on-sphere structure
CN105819455A (zh) 一种介孔硅胶纳米颗粒的制备方法及其应用
CN107912036A (zh) 用于制备石英玻璃的连续的溶胶‑凝胶法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant