CN113072670B - 基于微流控技术的纳米级3-氨基酚甲醛树脂颗粒的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于微流控技术的纳米级3‑氨基酚甲醛树脂颗粒的制备方法。该制备方法结合了液滴生成芯片以及螺旋管道相结合的微反应器。将3‑氨基酚,甲醛,氨水分别注入芯片通道中汇合后作为分散相,二甲基硅油作为连续相,剪切作用下生成包含反应原料的液滴或者液柱,通过水浴加热的螺旋管道后完成最终聚合。调节流率,温度以及反应时间可以对颗粒的尺寸和分散性能进行调节;本发明是一种可制备分散性良好且具有小尺寸的3‑氨基酚甲醛树脂小球的简易合成方法。该过程反应快速,安全,易操作,制备的3‑氨基酚甲醛树脂尺寸小,分散性好,制备效果优于传统的工业制备,在微纳材料制备领域有很重要的应有价值。
Description
技术领域
本发明属于基于微流控技术的纳米材料制备领域,具体涉及一种基于微流控技术的纳米级3-氨基酚甲醛树脂颗粒的制备方法。
背景技术
在各种酚醛树脂中,3-氨基苯酚-甲醛树脂具有稳定的三维结构,被广泛用于制备功能材料的基质,在药物传递、生物诊断、储能、胶体催化剂和纳米器件等领域都具有很好地应用前景(Xiao Q.et al.Mater.Chem.Phys.2020,239;Du,J.et al.Carbon,2020,156,523-528;Tian,J.et al.Colloid.Surface.A,2019,568,195-203),尤其是纳米级别的树脂小球在生物医学应用方面表现出良好的生物兼容性,可以进一步应用于如细胞输送载体,细胞靶向,和影像学等(Fang,Y.et al.Angew.Chem.,Int.Ed.2010,49,7987-7991;Motawie,A.M.;Sadek,E.M.Polym.Adv.Technol.1998,9,837-843;Yang,H.etal.Chem.Eng.J.2020,401,126063)。随着酚醛树脂在各个工业领域的应用越来越多,合成酚醛树脂的改进方法或新方法也越来越多。在传统的合成方法中,3-氨基酚甲醛树脂主要是以甲醛和3-氨基苯酚为原料,在特定温度和PH值的反应环境中生产,制备过程中通常还需要加入特殊的催化剂。由于工业设备的条件限制,在制备过程中不能很精确的控制反应的实际温度,导致副反应产物较多,不利于后续的使用。同时,粗犷的工业条件也不能精确调控原料的配比,制备过程中的传热与传质过程也不能达到很高的响应速度,这进一步使得制备的效率降低,增加成本。除了诱导更多类型的有机催化剂如氨、胺和酰胺外,一些研究人员还尝试了金属离子催化,以增加树脂固化过程中可用于反应的自由高活性对位的比例(Parka,B.-D.et al.Polymer,1999,40,1689-1699)。还有一些研究人员甚至放弃了传统的前驱体原料,选择其他类型的有机物如木质素来合成酚醛树脂(Qiao,W.etal.J.Ind.Eng.Chem.2015,21,1417-1422;Yan,L.et al.Compos.Part B:Eng.2017,112,8-14)。虽然最终的制备的树脂也展现出了较好的应用的效果,但甲醛和3-氨基苯酚热聚合过程中的粗糙的工艺参数控制以及低效率的传热传质的问题并没有得到根本性解决。探索一种对工艺参数能够精准调控,且满足高效的传热传质过程的3-氨基酚甲醛树脂制备方案具有非常大的显示意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于微流控技术的纳米级3-氨基酚甲醛树脂颗粒的制备方法,以3-氨基酚、甲醛和氨水混合液作为分散相,以含0.1wt%span80的硅油作为连续相,通过微芯片产生还有反应原料的小液滴,将该液滴通过温度场引发聚合,在很短的时间内完成3-氨基酚甲醛树脂的制备。该方法制备的聚合颗粒粒径小,分散性好,能有效满足功能性颗粒的应用要求。
为实现上述目的,本发明采用如下方案:
基于微流控技术的纳米级3-氨基酚甲醛树脂颗粒的制备方法,包括以下步骤:
1)芯片材料选用PDMS或者有机玻璃;原料加入通道的夹角为45°,且通道采用蜿蜒型通道;加热管道选用PTFE管;
2)选用含有0.05~0.2wt%span 80作为表面活性剂的二甲基硅油作为连续相,二甲基硅油的粘度为5~15Mpa·s,流率设定为150~250μL/min;3-氨基酚、甲醛和氨水分别溶解在纯水中,从三个分散加料口加入,其中3-氨基酚、甲醛和氨水的浓度分别为0.01~0.06g/mL、0.05~0.1g/mL和0.02~0.08g/mL,三种原料的流率保持相同,流率设定为15~250μL/min;
3)步骤2)生成的液滴或者液柱经过蜿蜒型通道后导入到PTFE管道中,经过水浴或者油浴加热,温度设定为60~80℃,在管道出口收集产物;
4)收集到混合液静止1~2min,混合液分层,上层液为二甲基硅油,下层液为3-氨基酚甲醛树脂颗粒以及未反应完全的原料,低聚物片段和溶剂水,移液管移除上层的油,下层混合液在高速离心机离心分离,转速8000~10000r/min,离心时间10~15min,并利用醇水反复洗涤3~5次,每次离心收集下层固体粉末,最后的离心产物60~70℃条件下烘干8~12h,得到3-氨基酚甲醛树脂颗粒。
本发明进一步的改进在于,步骤1)中,所述芯片采用软光刻技术制备,芯片通道表面粗糙度小于10μm,芯片刻蚀尺寸误差小于5%;螺旋管道通过将PTFE管缠绕在圆截面圆直径10~20mm的玻璃棒上实现。
本发明进一步的改进在于,步骤1)中,芯片通道截面口统一为正方形,边长尺寸为600μm;蜿蜒型通道由外径2.1mm内径1.5的半圆形通道组成,总长度为30~40mm;PTFE管的管内径0.6mm,管长2.6~28m。
本发明进一步的改进在于,步骤2)中,所述原料3-氨基酚、甲醛和氨水水溶液以相同流率进入芯片,通过调节流率的大小来控制液滴或者液段的大小。
本发明进一步的改进在于,加料方式为利用数显微泵注入原料。
本发明进一步的改进在于,原料分散加入过程中,氨水从中间通道加入。
本发明进一步的改进在于,步骤3)中,加入质量分数为0.05~0.2wt%的表面活性剂span80。
本发明进一步的改进在于,步骤4)中,所述制备的3-氨基酚甲醛树脂颗粒粒径大小为250~300nm,多分散指数低于4%。
所述的制备方法制备的3-氨基酚甲醛树脂。
本发明至少具有如下有益的技术效果:
本发明提供的基于微流控技术的纳米级3-氨基酚甲醛树脂颗粒的制备方法,该制备方法设计包含液滴生成芯片的微反应器,将3-氨基酚甲醛树脂的制备环境转变为液滴或者液柱,将反应的体系从大体积转移到小体积,对外界工艺条件的改变响应快速,在改变流率,温度等参数的时候,反映环境能够在几分钟之内快速达到再次的稳定;本发明中引入一定浓度的Span80作为表面活性剂,减小了连续相和分散相表面的表面张力,其中浓度0.05wt%~0.1wt%的Span能有效阻止了液滴或者液柱的合并(附图3),保证了反应体系的稳定;本发明中原料溶解于溶剂中通过微泵分散加入,对原料的加入量能够精确控制,流率的精确度达到1μL/min,有效保证了原料的配比的准确性;本发明引入蜿蜒型通道和螺旋型通道,在液滴或者液柱内部造成二次流,促进内部的传热与传质,内部的传热与传质过程能在很短的时间内完成,基本不存在温度梯度或者浓度梯度;本发明制备的-氨基酚甲醛树脂纳米颗粒尺寸小,尺寸分布在240nm~300nm范围,均匀性好,多分散指数小于4%(附图4,附图5)。
附图说明
图1为本发明设计芯片结构示意图与实物图。
图2为本发明设计螺旋管实物图与水浴加热螺旋管结构示意图。
图3为本发明实施例2,3,4得到的液滴在管道中的实物照片。
图4为本发明实施例7制得得3-氨基酚甲醛树脂得SEM图。
图5为本发明实施例2,5,7制得的3-氨基酚甲醛树脂颗粒粒径分布图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做出进一步的说明。
实施例一
1)制备微反应器:采用软光刻技术制备PDMS芯片,芯片通道截面口统一为正方形,边长尺寸为600μm;原料加入通道的夹角为45°;蜿蜒型通道由外径2.1mm内径1.5的半圆形通道组成,总长度为35mm;加热管道选用PTFE管,管内径0.6mm,管长15.9m,缠绕在外径10mm玻璃棒上缠绕部分管长15.1m;螺旋结构PTFE管一头与芯片出口连接,一头插入锥形瓶中;
2)量取0.35g 3-氨基酚,0.75g甲醛,0.52g氨水分别溶解于10mL水中,充分溶解完全后吸入10mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;量取50mL粘度为10MPa·s二甲基硅油,吸入50mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;
3)将作为连续相的二甲基硅油的微泵的流率设定为200μL/min;分散相的总流率设定为750μL/min,其中3-氨基酚、氨水、甲醛的注入流率保持相同,分别对应设定为250μL/min;
4)将水浴锅温度设定为80℃,待温度上升到80℃稳定后,连接注射器和芯片,先通入3min二甲基硅油,然后同时通入3-氨基酚、氨水、甲醛;
5)待液滴生成稳定后,收集稳定生成的液滴通过水浴加热区后的产物,移去上层的油层后,底层浑浊液10000r/min高速离心10min,醇洗水洗3次,收集离心后的底层粉末产物,70℃条件下烘干12h后,收集烘干后的粉末产品,以待测试。
实施例二
1)制备微反应器:采用软光刻技术制备PDMS芯片,芯片通道截面口统一为正方形,边长尺寸为600μm;原料加入通道的夹角为45°;蜿蜒型通道由外径2.1mm内径1.5的半圆形通道组成,总长度为35mm;加热管道选用PTFE管,管内径0.6mm,管长15.9m,缠绕在外径10mm玻璃棒上缠绕部分管长15.1m;螺旋结构PTFE管一头与芯片出口连接,一头插入锥形瓶中;
2)量取0.35g 3-氨基酚,0.75g甲醛,0.52g氨水分别溶解于10mL水中,充分溶解完全后吸入10mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;量取50mL粘度为10MPa·s二甲基硅油,加入质量分数为0.01wt%span 80,充分溶解完全后吸入50mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;
3)将作为连续相的二甲基硅油的微泵的流率设定为200μL/min;分散相的总流率设定为750μL/min,其中3-氨基酚、氨水、甲醛的注入流率保持相同,分别对应设定为250μL/min;
4)将水浴锅温度设定为80℃,待温度上升到80℃稳定后,连接注射器和芯片,先通入3min二甲基硅油,然后同时通入3-氨基酚、氨水、甲醛;
5)待液滴生成稳定后,收集稳定生成的液滴通过水浴加热区后的产物,移去上层的油层后,底层浑浊液10000r/min高速离心10min,醇洗水洗3次,收集离心后的底层粉末产物,70℃条件下烘干12h后,收集烘干后的粉末产品,以待测试。
实施例三
1)制备微反应器:采用软光刻技术制备PDMS芯片,芯片通道截面口统一为正方形,边长尺寸为600μm;原料加入通道的夹角为45°;蜿蜒型通道由外径2.1mm内径1.5的半圆形通道组成,总长度为35mm;加热管道选用PTFE管,管内径0.6mm,管长15.9m,缠绕在外径10mm玻璃棒上缠绕部分管长15.1m;螺旋结构PTFE管一头与芯片出口连接,一头插入锥形瓶中;
2)量取0.35g 3-氨基酚,0.75g甲醛,0.52g氨水分别溶解于10mL水中,充分溶解完全后吸入10mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;量取50mL粘度为10MPa·s二甲基硅油,加入质量分数为0.05wt%span 80,充分溶解完全后吸入50mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;
3)将作为连续相的二甲基硅油的微泵的流率设定为200μL/min;分散相的总流率设定为750μL/min,其中3-氨基酚、氨水、甲醛的注入流率保持相同,分别对应设定为250μL/min;
4)将水浴锅温度设定为80℃,待温度上升到80℃稳定后,连接注射器和芯片,先通入3min二甲基硅油,然后同时通入3-氨基酚、氨水、甲醛;
5)待液滴生成稳定后,收集稳定生成的液滴通过水浴加热区后的产物,移去上层的油层后,底层浑浊液10000r/min高速离心10min,醇洗水洗3次,收集离心后的底层粉末产物,70℃条件下烘干12h后,收集烘干后的粉末产品,以待测试。
实施例四
1)制备微反应器:采用软光刻技术制备PDMS芯片,芯片通道截面口统一为正方形,边长尺寸为600μm;原料加入通道的夹角为45°;蜿蜒型通道由外径2.1mm内径1.5的半圆形通道组成,总长度为35mm;加热管道选用PTFE管,管内径0.6mm,管长15.9m,缠绕在外径10mm玻璃棒上缠绕部分管长15.1m;螺旋结构PTFE管一头与芯片出口连接,一头插入锥形瓶中;
2)量取0.35g 3-氨基酚,0.75g甲醛,0.52g氨水分别溶解于10mL水中,充分溶解完全后吸入10mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;量取50mL粘度为10MPa·s二甲基硅油,加入质量分数为0.1wt%span 80,充分溶解完全后吸入50mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;
3)将作为连续相的二甲基硅油的微泵的流率设定为200μL/min;分散相的总流率设定为750μL/min,其中3-氨基酚、氨水、甲醛的注入流率保持相同,分别对应设定为250μL/min;
4)将水浴锅温度设定为80℃,待温度上升到80℃稳定后,连接注射器和芯片,先通入3min二甲基硅油,然后同时通入3-氨基酚、氨水、甲醛;
5)待液滴生成稳定后,收集稳定生成的液滴通过水浴加热区后的产物,移去上层的油层后,底层浑浊液10000r/min高速离心10min,醇洗水洗3次,收集离心后的底层粉末产物,70℃条件下烘干12h后,收集烘干后的粉末产品,以待测试。
实施例五
1)制备微反应器:采用软光刻技术制备PDMS芯片,芯片通道截面口统一为正方形,边长尺寸为600μm;原料加入通道的夹角为45°;蜿蜒型通道由外径2.1mm内径1.5的半圆形通道组成,总长度为35mm;加热管道选用PTFE管,管内径0.6mm,管长6.4m,缠绕在外径10mm玻璃棒上缠绕部分管长5.6m;螺旋结构PTFE管一头与芯片出口连接,一头插入锥形瓶中;
2)量取0.35g 3-氨基酚,0.75g甲醛,0.52g氨水分别溶解于10mL水中,充分溶解完全后吸入10mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;量取50mL粘度为10MPa·s二甲基硅油,加入质量分数为0.1wt%span 80,充分溶解完全后吸入50mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;
3)将作为连续相的二甲基硅油的微泵的流率设定为200μL/min;分散相的总流率设定为150μL/min,其中3-氨基酚、氨水、甲醛的注入流率保持相同,分别对应设定为50μL/min;
4)将水浴锅温度设定为80℃,待温度上升到80℃稳定后,连接注射器和芯片,先通入3min二甲基硅油,然后同时通入3-氨基酚、氨水、甲醛;
5)待液滴生成稳定后,收集稳定生成的液滴通过水浴加热区后的产物,移去上层的油层后,底层浑浊液10000r/min高速离心10min,醇洗水洗3次,收集离心后的底层粉末产物,70℃条件下烘干12h后,收集烘干后的粉末产品,以待测试。
实施例六
1)制备微反应器:采用软光刻技术制备PDMS芯片,芯片通道截面口统一为正方形,边长尺寸为600μm;原料加入通道的夹角为45°;蜿蜒型通道由外径2.1mm内径1.5的半圆形通道组成,总长度为35mm;加热管道选用PTFE管,管内径0.6mm,管长4.5m,缠绕在外径10mm玻璃棒上缠绕部分管长3.7m;螺旋结构PTFE管一头与芯片出口连接,一头插入锥形瓶中;
2)量取0.35g 3-氨基酚,0.75g甲醛,0.52g氨水分别溶解于10mL水中,充分溶解完全后吸入10mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;量取50mL粘度为10MPa·s二甲基硅油,加入质量分数为0.1wt%span 80,充分溶解完全后吸入50mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;
3)将作为连续相的二甲基硅油的微泵的流率设定为200μL/min;分散相的总流率设定为150μL/min,其中3-氨基酚、氨水、甲醛的注入流率保持相同,分别对应设定为50μL/min;
4)将水浴锅温度设定为80℃,待温度上升到80℃稳定后,连接注射器和芯片,先通入3min二甲基硅油,然后同时通入3-氨基酚、氨水、甲醛;
5)待液滴生成稳定后,收集稳定生成的液滴通过水浴加热区后的产物,移去上层的油层后,底层浑浊液10000r/min高速离心10min,醇洗水洗3次,收集离心后的底层粉末产物,70℃条件下烘干12h后,收集烘干后的粉末产品,以待测试。
实施例七
1)制备微反应器:采用软光刻技术制备PDMS芯片,芯片通道截面口统一为正方形,边长尺寸为600μm;原料加入通道的夹角为45°;蜿蜒型通道由外径2.1mm内径1.5的半圆形通道组成,总长度为35mm;加热管道选用PTFE管,管内径0.6mm,管长11.1m,缠绕在外径10mm玻璃棒上缠绕部分管长10.3m;螺旋结构PTFE管一头与芯片出口连接,一头插入锥形瓶中;
2)量取0.35g 3-氨基酚,0.75g甲醛,0.52g氨水分别溶解于10mL水中,充分溶解完全后吸入10mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;量取50mL粘度为10MPa·s二甲基硅油,加入质量分数为0.1wt%span 80,充分溶解完全后吸入50mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;
3)将作为连续相的二甲基硅油的微泵的流率设定为200μL/min;分散相的总流率设定为150μL/min,其中3-氨基酚、氨水、甲醛的注入流率保持相同,分别对应设定为50μL/min;
4)将水浴锅温度设定为80℃,待温度上升到80℃稳定后,连接注射器和芯片,先通入3min二甲基硅油,然后同时通入3-氨基酚、氨水、甲醛;
5)待液滴生成稳定后,收集稳定生成的液滴通过水浴加热区后的产物,移去上层的油层后,底层浑浊液10000r/min高速离心10min,醇洗水洗3次,收集离心后的底层粉末产物,70℃条件下烘干12h后,收集烘干后的粉末产品,以待测试。
实施例八
1)制备微反应器:采用软光刻技术制备PDMS芯片,芯片通道截面口统一为正方形,边长尺寸为600μm;原料加入通道的夹角为45°;蜿蜒型通道由外径2.1mm内径1.5的半圆形通道组成,总长度为35mm;加热管道选用PTFE管,管内径0.6mm,管长6.4m,缠绕在外径10mm玻璃棒上缠绕部分管长5.6m;螺旋结构PTFE管一头与芯片出口连接,一头插入锥形瓶中;
2)量取0.35g 3-氨基酚,0.75g甲醛,0.52g氨水分别溶解于10mL水中,充分溶解完全后吸入10mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;量取50mL粘度为10MPa·s二甲基硅油,加入质量分数为0.1wt%span 80,充分溶解完全后吸入50mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;
3)将作为连续相的二甲基硅油的微泵的流率设定为200μL/min;分散相的总流率设定为150μL/min,其中3-氨基酚、氨水、甲醛的注入流率保持相同,分别对应设定为50μL/min;
4)将水浴锅温度设定为90℃,待温度上升到90℃稳定后,连接注射器和芯片,先通入3min二甲基硅油,然后同时通入3-氨基酚、氨水、甲醛;
5)待液滴生成稳定后,收集稳定生成的液滴通过水浴加热区后的产物,移去上层的油层后,底层浑浊液10000r/min高速离心10min,醇洗水洗3次,收集离心后的底层粉末产物,70℃条件下烘干12h后,收集烘干后的粉末产品,以待测试。
实施例九
1)制备微反应器:采用软光刻技术制备PDMS芯片,芯片通道截面口统一为正方形,边长尺寸为600μm;原料加入通道的夹角为45°;蜿蜒型通道由外径2.1mm内径1.5的半圆形通道组成,总长度为35mm;加热管道选用PTFE管,管内径0.6mm,管长6.4m,缠绕在外径10mm玻璃棒上缠绕部分管长5.6m;螺旋结构PTFE管一头与芯片出口连接,一头插入锥形瓶中;
2)量取0.35g 3-氨基酚,0.75g甲醛,0.52g氨水分别溶解于10mL水中,充分溶解完全后吸入10mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;量取50mL粘度为10MPa·s二甲基硅油,加入质量分数为0.1wt%span 80,充分溶解完全后吸入50mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;
3)将作为连续相的二甲基硅油的微泵的流率设定为200μL/min;分散相的总流率设定为150μL/min,其中3-氨基酚、氨水、甲醛的注入流率保持相同,分别对应设定为50μL/min;
4)将水浴锅温度设定为70℃,待温度上升到70℃稳定后,连接注射器和芯片,先通入3min二甲基硅油,然后同时通入3-氨基酚、氨水、甲醛;
5)待液滴生成稳定后,收集稳定生成的液滴通过水浴加热区后的产物,移去上层的油层后,底层浑浊液10000r/min高速离心10min,醇洗水洗3次,收集离心后的底层粉末产物,70℃条件下烘干12h后,收集烘干后的粉末产品,以待测试。
实施例十
1)制备微反应器:采用软光刻技术制备PDMS芯片,芯片通道截面口统一为正方形,边长尺寸为600μm;原料加入通道的夹角为45°;蜿蜒型通道由外径2.1mm内径1.5的半圆形通道组成,总长度为35mm;加热管道选用PTFE管,管内径0.6mm,管长4.6m,缠绕在外径10mm玻璃棒上缠绕部分管长3.8m;螺旋结构PTFE管一头与芯片出口连接,一头插入锥形瓶中;
2)量取0.35g 3-氨基酚,0.75g甲醛,0.52g氨水分别溶解于10mL水中,充分溶解完全后吸入10mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;量取50mL粘度为10MPa·s二甲基硅油,加入质量分数为0.1wt%span 80,充分溶解完全后吸入50mL注射器中,将注射器固定安装于数控微泵上;
3)将作为连续相的二甲基硅油的微泵的流率设定为200μL/min;分散相的总流率设定为15μL/min,其中3-氨基酚、氨水、甲醛的注入流率保持相同,分别对应设定为45μL/min;
4)将水浴锅温度设定为80℃,待温度上升到80℃稳定后,连接注射器和芯片,先通入3min二甲基硅油,然后同时通入3-氨基酚、氨水、甲醛;
5)待液滴生成稳定后,收集稳定生成的液滴通过水浴加热区后的产物,移去上层的油层后,底层浑浊液10000r/min高速离心10min,醇洗水洗3次,收集离心后的底层粉末产物,70℃条件下烘干12h后,收集烘干后的粉末产品,以待测试。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (8)
1.基于微流控技术的纳米级3-氨基酚甲醛树脂颗粒的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)芯片材料选用PDMS或者有机玻璃;原料加入通道的夹角为45°,且通道采用蜿蜒型通道;加热管道选用PTFE管;
2)选用含有0.05~0.2wt%span 80作为表面活性剂的二甲基硅油作为连续相,二甲基硅油的粘度为5~15Mpa·s,流率设定为150~250μL/min;3-氨基酚、甲醛和氨水分别溶解在纯水中,从三个分散加料口加入,其中3-氨基酚、甲醛和氨水的浓度分别为0.01~0.06g/mL、0.05~0.1g/mL和0.02~0.08g/mL,三种原料的流率保持相同,流率设定为15~250μL/min;
3)步骤2)生成的液滴或者液柱经过蜿蜒型通道后导入到PTFE管道中,经过水浴或者油浴加热,温度设定为60~80℃,在管道出口收集产物;
4)收集到混合液静止1~2min,混合液分层,上层液为二甲基硅油,下层液为3-氨基酚甲醛树脂颗粒以及未反应完全的原料,低聚物片段和溶剂水,移液管移除上层的油,下层混合液在高速离心机离心分离,转速8000~10000r/min,离心时间10~15min,并利用醇水反复洗涤3~5次,每次离心收集下层固体粉末,最后的离心产物60~70℃条件下烘干8~12h,得到3-氨基酚甲醛树脂颗粒。
2.根据权利要求1所述的基于微流控技术的纳米级3-氨基酚甲醛树脂颗粒的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述芯片采用软光刻技术制备,芯片通道表面粗糙度小于10μm,芯片刻蚀尺寸误差小于5%;螺旋管道通过将PTFE管缠绕在圆截面圆直径10~20mm的玻璃棒上实现。
3.根据权利要求1所述的基于微流控技术的纳米级3-氨基酚甲醛树脂颗粒的制备方法,其特征在于,步骤1)中,芯片通道截面口统一为正方形,边长尺寸为600μm;蜿蜒型通道由外径2.1mm内径1.5mm的半圆形通道组成,总长度为30~40mm;PTFE管的管内径0.6mm,管长2.6~28m。
4.根据权利要求1所述的基于微流控技术的纳米级3-氨基酚甲醛树脂颗粒的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述原料3-氨基酚、甲醛和氨水水溶液以相同流率进入芯片,通过调节流率的大小来控制液滴或者液段的大小。
5.根据权利要求4所述的基于微流控技术的纳米级3-氨基酚甲醛树脂颗粒的制备方法,其特征在于,加料方式为利用数显微泵注入原料。
6.根据权利要求4所述的基于微流控技术的纳米级3-氨基酚甲醛树脂颗粒的制备方法,其特征在于,原料分散加入过程中,氨水从中间通道加入。
7.根据权利要求1所述的基于微流控技术的纳米级3-氨基酚甲醛树脂颗粒的制备方法,其特征在于,步骤4)中,所述制备的3-氨基酚甲醛树脂颗粒粒径大小为250~300nm,多分散指数低于4%。
8.权利要求1至7中任一项所述的制备方法制备的3-氨基酚甲醛树脂。
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