一种聚合物颗粒材料、碳颗粒材料及其制备方法

1.本发明属于聚合物颗粒制备技术领域，具体涉及一种聚合物颗粒材料、碳颗粒材料及其制备方法。


背景技术：

2.尺寸均匀且颗粒分散的聚合物和碳颗粒材料具有比表面积大、表面易修饰、尺寸均匀可调、分散性好、吸附性强等特点，在色谱分离、涂料、吸附、传感、生物医疗、电子显示、多相催化、电催化、能量储存和转化等领域有着广泛的应用前景。特别是在高性能色谱填料和平板显示间隔物颗粒方面，制备技术壁垒较高，长期依赖进口，目前我国正在加快推进国产化速度。
3.在生物制药领域，由于生物分子稳定性差、杂质多、境敏感度高，其分离纯化的技术难度较大，往往是生产环节的主要瓶颈和成本所在。色谱填料是分离纯化的核心，是决定药物分离纯化效率和产品质量的关键因素。此外，色谱柱是药物质量检测及实验室分离分析最主要的耗材，而色谱填料是色谱柱的核心材料，起着至关重要的作用；
4.在平板液晶显示器(liquid crystal display，lcd)领域，间隔物颗粒主要用于精准控制lcd面板盒厚，起到支撑上下玻璃基板的作用。因此必须满足极高的质量和性能要求，如高度的粒径精确性、窄的粒径分布、优异的机械强度、极高的洁净度和极低的金属杂质等。
5.尽管目前可通过悬浮聚合法、乳液聚合法、分散聚合法、酚醛树脂聚合法等制备聚合物及碳颗粒，但是其过程较为复杂、操作条件要求较高、成本较高，且颗粒尺寸、分散性、表面官能团等难以精准调控，限制了其进一步发展及应用。
6.近年来，因其操作过程简单、原料价格低廉、能耗低等优点，以天然植物糖类为原料制备聚合物及碳颗粒的方法得到了广泛关注。溶剂热法分别使用热稳定性好且溶解性好的离子液体及水作为溶剂来制备聚合物颗粒，然而高成本限制了离子热法的大规模应用，因此以水为溶剂的溶剂热法得到了快速发展。
7.天然植物多糖经过在水中反应，会生成糠醛、5-羟甲基糠醛、乙酸、乳酸等多种中间产物，聚合速率难以调控，导致合成的颗粒尺寸分布范围较宽、互相黏连。尽管目前可以通过降低前驱体的浓度等得到分散性较好的颗粒，然而分散性依然难以保证、尺寸分布范围仍然较宽、尺寸难以有效调控，且产量较低、成本急剧上升。因此，开发新型制备策略实现高效合成分散性好、尺寸均一可调的颗粒，是目前亟待解决的问题，将对聚合物和碳颗粒制造、生物制药、质量检测、分离纯化、led等领域产生重要影响。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种聚合物颗粒材料、碳颗粒材料及其制备方法，解决了现有技术制备的聚合物颗粒分散性差、尺寸分布范围宽、尺寸不易调控的问题。
9.本发明是通过以下技术方案来实现：
10.一种聚合物颗粒材料的制备方法，包括以下步骤：
11.s1、将天然植物糖类加入水中，混合均匀后，得到前驱体溶液；
12.s2、将长链带电超分子加入前驱体溶液，混合均匀后，得到混合溶液；
13.s3、将混合溶液加热至100-300℃进行反应，随后待其冷却后通过抽滤、烘干得到聚合物颗粒材料。
14.进一步，所述天然植物糖类为果糖、核糖、葡萄糖、木糖、蔗糖、乳糖、淀粉、及纤维素中的一种。
15.进一步，所述长链带电超分子为聚马来酸、聚(甲基乙烯基醚共聚马来酸)、聚(苯乙烯-共聚-马来酸)钠、聚(甲基乙烯基醚共聚马来酸)、聚马来酸钠、及丙烯酸马来酸共聚物中的一种。
16.进一步，混合溶液中，所述天然植物糖类的质量浓度为10-1000g/l。
17.进一步，混合溶液中，长链带电超分子的质量浓度为0.01-100g/l。
18.进一步，天然植物糖类和长链带电超分子的质量比为10-1000：1。
19.进一步，s3中，所述反应时间为2-72h。
20.本发明还公开了所述制备方法制备得到的聚合物颗粒材料，所述聚合物颗粒材料的微观形貌具有球状结构，球状结构分散均匀。
21.本发明还公开了一种碳颗粒材料的制备方法，在惰性气体环境下所述聚合物颗粒材料进行碳化，得到碳颗粒材料。
22.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
23.本发明公开了一种聚合物颗粒材料的制备方法，利用天然植物糖类作为前驱体，水作为溶剂，长链带电超分子作为限域试剂，随着反应的进行，天然植物糖类加入水中经过分解聚合反应先生成低聚物，随后逐渐生长成为较小的聚合物颗粒，与此同时，长链带电超分子将通过共价键、静电相互作用、氢键、库仑力等附着在小颗粒表面，在颗粒与溶剂界面形成保护层；长链带电超分子一方面通过空间限域作用控制颗粒的生长速度，使其保持较慢但相对一致的生长速率，保证尺寸分布处于极窄的范围；另一方面通过空间限域及静电排斥作用，阻止了在高浓度下小颗粒由于高表面能而发生黏连，保证了颗粒优异的分散性以及高的产率和产量。通过该简单的界面限域方法可以高效合成分散性好、尺寸分布范围窄的聚合物颗粒，且其尺寸可通过前驱体浓度、长链带电超分子浓度、反应稳定等进行可控精准调节。
24.该制备方法简单易行，产品质量控制程度高，产率高，产量高，可实现规模化生产，具有很大的应用价值。
25.本发明制备得到的聚合物颗粒材料具有分散性好、尺寸分布范围窄、尺寸可调、稳定性好、表面易于修饰等特征。在生物制药、分离纯化、分析监测、平板显示等领域具有潜在应用。
26.本发明还公开了一种碳颗粒材料的制备方法，可以通过高温碳化处理聚合物颗粒得到，碳化程度可以通过反应温度进行可控调节。
附图说明
27.图1是本发明实施例1制备的聚合物颗粒在10um下的扫描电镜图(sem)图；
28.图2是本发明实施例1制备的聚合物颗粒在5um下的sem图；
29.图3是本发明实施例1制备的聚合物颗粒在1um下的sem图；
30.图4是本发明实施例1制备的聚合物颗粒在500nm下的sem图；
31.图5是本发明实施例1在900℃下制备得到的碳颗粒在5um下的sem图；
32.图6是本发明实施例1在900℃下制备得到的碳颗粒在1um下的sem图；
33.图7是本发明实施例1在300℃下制备得到的碳颗粒的sem图；
34.图8是本发明实施例1在1200℃下制备得到的碳颗粒的sem图；
35.图9是本发明实施例2制备得到的聚合物颗粒的sem图；
36.图10是本发明实施例3制备得到的聚合物颗粒的sem图；
37.图11是本发明实施例4制备得到的聚合物颗粒的sem图；
38.图12是本发明实施例5制备得到的聚合物颗粒的sem图；
39.图13是本发明实施例6制备得到的聚合物颗粒的sem图；
40.图14是本发明实施例7制备得到的聚合物颗粒的sem图；
41.图15是本发明实施例8制备得到的聚合物颗粒的sem图；
42.图16是本发明实施例9制备得到的聚合物颗粒的sem图；
43.图17是本发明实施例10制备得到的聚合物颗粒的sem图；
44.图18是本发明实施例11制备得到的聚合物颗粒的sem图；
45.图19是本发明实施例12制备得到的聚合物颗粒的sem图；
46.图20是本发明实施例13制备得到的聚合物颗粒的sem图；
47.图21是本发明实施例14制备得到的聚合物颗粒的sem图；
48.图22是本发明实施例15制备得到的聚合物颗粒的sem图；
49.图23是本发明实施例16制备得到的聚合物颗粒的sem图；
50.图24是本发明实施例17制备得到的聚合物颗粒的sem图；
51.图25是本发明实施例18制备得到的聚合物颗粒的sem图；
52.图26是本发明实施例19制备得到的聚合物颗粒的sem图；
53.图27是本发明实施例20制备得到的聚合物颗粒的sem图；
54.图28是本发明实施例21制备得到的聚合物颗粒的sem图。
具体实施方式
55.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅为本发明一部分实施例，而不是全部实施例。
56.本发明附图及实施例描述和示出的组件可以以各种不同的配置来布置和设计，因此，以下附图中提供的本发明实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而仅仅是表示本发明选定的一种实施例。基于本发明的附图及实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
57.需要说明的是：术语“包含”、“包括”或者其他任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，使得包括一系列要素的过程、元素、方法、物品或者设备不仅仅只包括那些要素，还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括该其过程、元素、方法、物品或者设备所固有的
要素。
58.以下结合实施例对本发明的特征和性能进一步详细说明。
59.实施例1
60.本发明公开了一种聚合物颗粒材料的制备方法，包括以下步骤：
61.s1、称取300g果糖加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。
62.s2、称取6g聚马来酸加入上述溶液中，搅拌2小时，随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入160℃的电热鼓风干燥箱中反应12小时；
63.等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到聚合物颗粒材料。
64.本实施例制备得到的聚合物颗粒材料的扫描电镜图(sem)如图1-4所示，由图1和图2可知制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好；图3和图4为进一步验证了其球形结构，均一性和分散性，表面光滑，其直径约为700nm。
65.将上述制备的聚合物颗粒研磨均匀，取10g聚合物颗粒放置于坩埚中，放入通有氮气的管式炉中，在900℃下碳化6小时，等待冷却至室温后得到如图5和图6所示的碳颗粒材料。
66.将上述制备的聚合物颗粒材料研磨均匀，取10g聚合物颗粒放置于坩埚中，放入通有氮气的管式炉中，在300℃下碳化6小时，等待冷却至室温后得到如图7所示的碳颗粒材料。
67.将上述制备的聚合物颗粒研磨均匀，取10g聚合物颗粒放置于坩埚中，放入通有氮气的管式炉中，在1200℃下碳化6小时，等待冷却至室温后得到如图8所示的碳颗粒材料。
68.本实施例制备得到的聚合物颗粒经过氮气气氛下高温煅烧后得到的碳颗粒，sem图如图5-图8所示，表明经过高温煅烧后得到的碳材料保持了原来的结构、均一性和分散性，尺寸有略微减小。
69.实施例2
70.称取10g果糖加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。
71.称取0.01g聚马来酸加入上述溶液中，搅拌2小时，随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入160℃的电热鼓风干燥箱中反应12小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
72.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem如图9所示，可知制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑，其直径减小到约为60纳米。
73.实施例3
74.称取100g果糖加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。称取1.0g聚马来酸加入上述溶液中，搅拌2小时。随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入160℃的电热鼓风干燥箱中反应12小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
75.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem如图10所示，可知制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑，其直径减小到约为300纳米。
76.实施例4
77.称取600g果糖加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。称取15g聚马来酸加入上述溶液中，搅拌2小时。随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入160℃的电热鼓风干燥箱中反应12小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
78.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem如图11所示，可知制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑，其直径增大到约为2微米。
79.实施例5
80.称取1000g果糖加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。称取100g聚马来酸加入上述溶液中，搅拌2小时。随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入160℃的电热鼓风干燥箱中反应12小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
81.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem如图12所示，可知制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑，其直径增大到约为10微米。
82.从实施例1-5可以得出，随着前驱体浓度的增加，反应得到的聚合物颗粒尺寸也随之增加，且依然保持球状结构、尺寸分布范围窄、分散性好、表面光滑等特征。在此浓度下，其生长过程可控，如果进一步增加浓度将导致低聚物浓度较大，限域效应和静电效应将大大减弱，因此将出现尺寸不可控以及颗粒相互黏连的现象。
83.实施例6
84.称取300g核糖加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。称取6g聚马来酸加入上述溶液中，搅拌2小时。随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入160℃的电热鼓风干燥箱中反应12小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
85.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem如图13所示，制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑。
86.实施例7
87.称取300g葡萄糖加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。称取6g聚马来酸加入上述溶液中，搅拌2小时。随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入160℃的电热鼓风干燥箱中反应12小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
88.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem如图14所示，制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑。
89.实施例8
90.称取300g木糖加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。称取6g聚马来酸加入上述溶液中，搅拌2小时。随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入160℃的电热鼓风干燥箱中反应12小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
91.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem如图15所示，制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑。
92.实施例9
93.称取300g蔗糖加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。称取6g聚马来酸加入上述溶液中，搅拌2小时。随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入160℃的电热鼓风干燥箱中反应12小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
94.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem如图16所示，制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑。
95.实施例10
96.称取300g乳糖加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。称取6g聚马来酸加入上述溶液中，搅拌2小时。随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入160℃的电热鼓风干燥箱中反应12小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
97.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem如图17所示，制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑。
98.实施例11
99.称取300g淀粉加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。称取6g聚马来酸加入上述溶液中，搅拌2小时。随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入160℃的电热鼓风干燥箱中反应12小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
100.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem如图18所示，制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑。
101.实施例12
102.称取300g纤维素加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。称取6g聚马来酸加入上述溶液中，搅拌2小时。随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入160℃的电热鼓风干燥箱中反应12小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
103.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem如图19所示，制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑。
104.从实施例1以及实施例6-12可以得出，无论前驱体的类型如何变化，都可以得到目标聚合物颗粒材料。因为这些前驱体都将经历相似的水解及聚合过程，最终产物的结构类似。
105.实施例13
106.称取300g果糖加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。称取6g聚(甲基乙烯基醚共聚马来酸)加入上述溶液中，搅拌2小时。随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入160℃的电热鼓风干燥箱中反应12小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
107.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem如图20所示，制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑。
108.实施例14
109.称取300g果糖加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。称取6g聚(苯乙烯-共聚-马来
酸)钠加入上述溶液中，搅拌2小时。随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入160℃的电热鼓风干燥箱中反应12小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
110.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem如图21所示，制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑。实施例15
111.称取300g果糖加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。称取6g聚(甲基乙烯基醚共聚马来酸)加入上述溶液中，搅拌2小时。随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入160℃的电热鼓风干燥箱中反应12小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
112.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem如图22所示，制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑。
113.实施例16
114.称取300g果糖加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。称取6g聚马来酸钠加入上述溶液中，搅拌2小时。随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入160℃的电热鼓风干燥箱中反应12小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
115.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem如图23所示，制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑。
116.实施例17
117.称取300g果糖加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。称取6g丙烯酸马来酸共聚物加入上述溶液中，搅拌2小时。随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入160℃的电热鼓风干燥箱中反应12小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
118.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem图如图24所示，制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑。
119.从实施例1以及实施例13-17可以得出，无论长链带电超分子的类型如何变化，都可以得到目标聚合物颗粒材料。长链带电超分子具有限域和静电排斥两种作用，因此相似类型的长链带电超分子都可以实现该效果。
120.实施例18
121.称取300g果糖加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。称取6g聚马来酸加入上述溶液中，搅拌2小时。随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入100℃的电热鼓风干燥箱中反应12小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
122.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem如图25所示，制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑，尺寸减小到120纳米。
123.实施例19
124.称取300g果糖加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。称取6g聚马来酸加入上述溶液中，搅拌2小时。随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入300℃的电热鼓风干燥箱中反应12小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将
产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
125.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem如图26所示，制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑，尺寸增加到1400nm。
126.从实施例1、18和19可以得出，随着反应温度的增加，得到的聚合物颗粒的尺寸也会随之增加。温度的增加会加快反应速率的进行，在相同的时间内，低聚物的含量增加，导致颗粒尺寸增加。然而较低的温度将难以触发水解和聚合反应，得不到固体颗粒。而较高的温度将大大加速反应进行，长链带电超分子来不及起作用，因此无法实现颗粒尺寸及均一性的有效调控。
127.实施例20
128.称取300g果糖加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。称取6g聚马来酸加入上述溶液中，搅拌2小时。随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入160℃的电热鼓风干燥箱中反应2小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
129.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem如图27所示，制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑，尺寸减小到150纳米。
130.实施例21
131.称取300g果糖加入1000ml水中，搅拌2小时至澄清。称取6g聚马来酸加入上述溶液中，搅拌2小时。随后将上述溶液倒入2l的不锈钢反应釜中，盖紧盖子并拧紧后，放入160℃的电热鼓风干燥箱中反应72小时。等待不锈钢反应釜冷却至室温后，使用漏斗过滤，然后将产品在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干12h，得到的聚合物颗粒。
132.本实施例制备得到的聚合物颗粒的sem如图28所示，制备得到的材料具有球状结构，尺寸分布范围窄，分散性好，表面光滑，尺寸增加到1500nm。
133.从实施例1、20和21可以得出，随着反应时间的增加，得到的聚合物颗粒的尺寸也会随之增加。一般情况下，前驱体的含量充足，随着反应时间的增加，低聚物随着增加，导致颗粒尺寸增加。但是随着反应时间的继续延长，前驱体反应完全，颗粒尺寸将停止增大。
134.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

技术特征：
1.一种聚合物颗粒材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将天然植物糖类加入水中，混合均匀后，得到前驱体溶液；s2、将长链带电超分子加入前驱体溶液，混合均匀后，得到混合溶液；s3、将混合溶液加热至100-300℃进行反应，随后待其冷却后通过抽滤、烘干得到聚合物颗粒材料。2.根据权利要求1所述的一种聚合物颗粒材料的制备方法，其特征在于，所述天然植物糖类为果糖、核糖、葡萄糖、木糖、蔗糖、乳糖、淀粉、及纤维素中的一种。3.根据权利要求1所述的一种聚合物颗粒材料的制备方法，其特征在于，所述长链带电超分子为聚马来酸、聚(甲基乙烯基醚共聚马来酸)、聚(苯乙烯-共聚-马来酸)钠、聚(甲基乙烯基醚共聚马来酸)、聚马来酸钠、及丙烯酸马来酸共聚物中的一种。4.根据权利要求1所述的一种聚合物颗粒材料的制备方法，其特征在于，混合溶液中，所述天然植物糖类的质量浓度为10-1000g/l。5.根据权利要求1所述的一种聚合物颗粒材料的制备方法，其特征在于，混合溶液中，长链带电超分子的质量浓度为0.01-100g/l。6.根据权利要求1所述的一种聚合物颗粒材料的制备方法，其特征在于，天然植物糖类和长链带电超分子的质量比为10-1000：1。7.根据权利要求1所述的一种聚合物颗粒材料的制备方法，其特征在于，s3中，所述反应时间为2-72h。8.权利要求1-7任意一项所述制备方法制备得到的聚合物颗粒材料，其特征在于，所述聚合物颗粒材料的微观形貌具有球状结构，球状结构分散均匀。9.一种碳颗粒材料的制备方法，其特征在于，在惰性气体环境下对权利要求8所述聚合物颗粒材料进行碳化，得到碳颗粒材料。

技术总结
本发明属于聚合物颗粒制备技术领域，涉及一种聚合物颗粒材料的制备方法，包括以下步骤：将天然植物糖类加入水中，混合均匀后，得到前驱体溶液；将长链带电超分子加入前驱体溶液，混合均匀后，得到混合溶液；将混合溶液加热至100-300℃进行反应，随后待其冷却后通过抽滤、烘干得到聚合物颗粒材料。长链带电超分子通过空间限域作用控制颗粒的生长速度，使其保持较慢但相对一致的生长速率，保证尺寸分布处于极窄的范围；通过空间限域及静电排斥作用，阻止了在高浓度下小颗粒由于高表面能而发生黏连，保证了颗粒优异的分散性以及高的产率和产量。还可以通过高温碳化处理聚合物颗粒得到碳颗粒材料，碳化程度可以通过反应温度进行可控调节。控调节。控调节。


技术研发人员：谢磊
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/8/23