[发明专利]电子束辐照制备具有核壳结构的磁性复合微球的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用电子束辐照制备具有核壳结构的磁性复合微球的方法，主要是采用电子束引发单体聚合的方法来制备磁性复合材料，属磁性复合材料制造工艺技术领域。

背景技术

磁性复合微球是最近发展起来的一种新型功能材料，是通过适当的方法将高分子材料与磁性无化材料结合起来形成具有一定结构及特性的磁性复合微球。因磁性复合微球兼有普通高分子微球的众多特征和磁相应性，不但能通过共聚及其表面改性等方法赋予其表面功能基，还能在外界磁场下方便地分离；因而在生化产品分离纯化、固定化酶、有机合成催化、靶向药物载体等领域有广泛的应用前景。

磁性复合微球的制备方法主要有：包埋法、单体聚合法、原位化学转化法、生物合成法等。单体聚合法是目前应用最多的制备磁性复合微球的方法，但目前都是用引发剂引发单体的聚合，必然会造成引发剂残留，这就限制了产品的应用范围；而且其所需反应周期较长。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用电子束辐照制备具有核壳结构的磁性复合微球的方法，主要是采用电子束辐引发单体聚合的方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤：

a.首先用共沉淀法以氯化铁和硫酸亚铁为原料，在氮气气氛下加入浓氨水，搅拌升温至80℃，使之反应；反应结束后用永久磁铁分离出黑色固体产物Fe₃O₄纳米粒子，其粒径为5～12nm；将该纳米Fe₃O₄溶于三蒸水，再用盐酸调节pH值至4，待用；

b.以上述Fe₃O₄磁性纳米粒子为内核，以聚丙烯酰胺为外壳制成核壳结构的磁性复合微球：采用一定量的丙烯酰胺单体、纳米Fe₃O₄和交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺为反应物质，三者的重量浓度比为1000∶1∶11；调节反应溶液的pH值至

6；将混合溶液放置于聚乙烯袋中，并向袋中充入高纯氮气，密封后置于电子加

速器产生的电子束下进行辐照，电子束流强度为0.5mA，总辐射剂量为20KGy；

c.经辐照后的产物置于1mol/L盐酸浸泡24小时，除去未包覆的Fe₃O₄；在磁场作用下用三蒸水和无水乙醇反复洗涤，分离出未参与包覆反应的丙烯酰胺单体及其均聚物；

d.将上述产物在40℃进行真空干燥，再经研磨，最终得到核壳结构的磁性复合微球。

本发明方法采用辐射聚合法，利用加速器电子束上在单体上产生自由基活性点，从而在磁性粒子表面聚合。

本发明方法的特点及优点如下：

(1)本发明方法采用电子束取代化学引发剂实现单体聚合，不会造成引发剂残留，可制出纯净的磁性复合微球；另外，由于电子束的能量很高，反应可在常温下迅速完成。

(2)制得的磁性核壳微球，其外壳包覆层紧密，化学稳定性高，抗氧化能力强。

(3)制得的磁性核壳微球，其磁场强度较大，有很强的磁场响应能力。

(4)制得的磁性核壳微球在水中分散性好，而且其表面的聚丙烯酰胺容易进一步功能化，修饰后可以连接各种生物活性物质和药物分子，适应于各种生物材料和医药制品的分离和纯化，并可作为生物分子和药物分子磁控定向输送的载体。

具体实施方式

现将本发明的实施例具体叙述于后。

实施例1

本实施例的工艺过程和步骤如下所述：

(1)称取2.144g的FeCl₃·6H₂O和1.112g的FeSO₄·7H₂O溶于水中，用超声搅拌使溶解充分，配成100mol溶液，然后在搅拌和通入纯氮气状态下向溶液中快速加入重量百分浓度为28％的浓氨水，反应在55℃温度下进行15分钟后，升温至80℃，在剧烈搅拌下在80℃保持恒温反应1小时；反应结束后用永久磁铁分离黑色固体产物Fe₃O₄纳米粒子，其粒径为5～12nm，将该纳米Fe₃O₄溶于三蒸水，再用盐酸调节pH值至4，溶液固含量为10g/L，待用。