[发明专利]海藻酸纳-聚苯乙烯共聚物的超声方法合成

说明书

技术领域

一种具有双亲性的共聚物纳米胶束及其杂化水凝胶的合成，涉及到用海藻酸纳和苯乙烯用超声方法引发进行合成，所得产物是具有疏水性的聚苯乙烯和亲水性的海藻酸纳的按枝共聚物。此接枝共聚物水凝胶对于疏水性药物具有良好的负载率以及缓慢释放的效果，属于超声方法合成技术和载体与缓释材料技术领域。

背景技术

超声波是一种频率为2×10¹Hz～10⁷Hz的一系列疏密相间的机械振动波，超声波作用于液体时会产生“超声空化”现象，瞬间产生5000K和500atm的局部高温高压，加热和冷却速度达10⁹K.s^-1，足以使液相内化合物的化学键断裂而引发反应；还可形成强烈冲击力的微射流，高速搅拌溶液体系，加快界面间的传质传热速度.

当超声波作用于介质时，分子产生振动，这种振动不断压缩和拉伸介质分子，使分子在其平衡位置左右振动，分子间距发生变化.在声波压缩相内，分子间距减小；在稀疏相(负压相)内，分子间距增大.当超声波的强度增大到一定程度时，液体受到的相应负压力足够强时，分子间的平均距离就会增大至超过极限距离，分子间力不足以保持原有的分子结构，导致出现空腔(或称空穴，空化泡)，这个过程称为空化.空穴形成后，它将增大到负声压的极大值，但在相继而来的声波正压相内，这些空穴又被压缩，其结果是一些空化泡完全崩溃，而另一些空化泡则持续振荡.

海藻酸钠无毒、可生物降解，环保安全性高，其主要原料广泛存在于自然界中，便宜易得，且具有其它合成高分子材料不可取代的特性，加快海藻酸钠的研究开发及运用对人类生态、环境保护和实现可持续发展具有重要意义.随着材料科学、生物医学和药剂学的深入研究，越来越多的可降解生物多糖材料应用于新型药剂领域，它们的出现，丰富了药物的制剂品种，提高了临床治疗效果.

超声辐照对大多数聚合物都有降解作用，对海藻酸钠的降解已有报道.苯乙烯是一种活泼的单体，超声辐照条件下苯乙烯的乳液聚合也有报道.对海藻酸钠和苯乙烯的混合物进行超声，可以利用海藻酸钠降解所产生的自由基引发苯乙烯单体的自由基聚合，从而达到对海藻酸钠疏水改性、扩大应用范围、提高使用性能的目的.

发明内容

本发明用超声方法引发合成了海藻酸钠与苯乙烯共聚物胶体微粒。选用海藻酸纳和苯乙烯为原料，在水相溶液中，在没有任何引发剂和表面活性剂的前提下，用超声功率为150瓦、超声频率为20KHz的超声波发生器，控制25℃温度下超声辐照作用到该溶液。经过反应一定的时间，得到海藻酸钠与苯乙烯共聚物胶体微粒。该微粒的直径范围在100-130nm。将此海藻酸钠与苯乙烯共聚物溶液用CaCl₂溶液交联，制备得到凝胶，该水凝胶可以用于药物的包埋和释放。本发明用一种简单、清洁的方法制备了双亲性的海藻酸钠与苯乙烯共聚物的胶体微粒及其水凝胶。

本发明的技术方案：

本发明的技术方案涉及到超声发生装置的搭建，超声方法引发合成海藻酸钠与苯乙烯共聚物胶体微粒的实施，共聚物的纯化以及共聚物凝胶的制备等技术。

1.超声发生装置的搭建：在50ml烧杯中盛有预先配置的海藻酸钠与苯乙烯反应的混合物，用塑料膜密封烧杯口，在反应过程中通氮气以除去溶液中的氧气，使得液面上方形成氮气保护氛围.将超声仪器探头浸入反应物液面下1厘米处，开启超声仪器.反应器浸在25℃恒温水浴中。靠近反应器底部装有磁力搅拌器，保持反应体系均匀。接通超声发生器，控制超声功率为150瓦，超声频率为20KHz。实验反应装置图见图3。

2.超声方法合成海藻酸钠与苯乙烯共聚物胶体微粒的实施：配置海藻酸钠水溶液(质量百分浓度为1.0％)，海藻酸钠与苯乙烯的质量比分别为1∶10；1∶15；1∶20；1∶25；1∶30，混合后加如到超声反应的容器内，开启超声仪器进行反应。

3.共聚物的纯化：反应结束后会有部分苯乙烯单体残留.用滴管吸出表层过量的苯乙烯，再加入20ml无水乙醚，置于250ml分液漏斗中，震荡后静置，可使溶液中未反应的苯乙烯单体进入乙醚层，再除去乙醚层.由于会有部分乙醚残留于乳液中，故将乳液置于红外灯下50℃烘烤，同时搅拌6小时除去乙醚.

4.共聚物凝胶的制备：将布洛芬溶于一定量无水乙醇中，摇匀后滴入到海藻酸钠与苯乙烯共聚物乳液中，并持续搅拌20分钟，取其混合溶液，用医用五号针头滴入到质量分数5％的CaCl₂溶液中，熟化1小时，微球用蒸馏水冲洗3次，过滤分离，置于50℃的真空烘箱中干燥。

本发明的有益效果：