[发明专利]一种壳层内嵌磁性微粒的中空聚膦腈微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新材料、生物材料的技术领域，涉及一种磁性聚合物微球，特别是一种壳层内嵌磁性微粒的中空聚膦腈微球及其制备方法。

背景技术

磁性聚合物微球是近二十年来发展起来的一种新型功能高分子材料，它是通过适当的方法使有机聚合物与无机磁性物质结合起来形成的具有一定磁性及特殊结构的微球。由于其具有以下特点：(1) 小粒径效应；(2) 良好的磁响应性及(3) 聚合物微球表面易修饰，而引起科研工作者的广泛兴趣，目前已初步应用于细胞标记与分离、酶的固定化、靶向给药、药物缓释载体、催化剂载体等领域。

目前，已有多种方法来合成磁性聚合物微球，如低聚物包覆或封装磁性纳米粒子法、单体聚合法及化学金属沉积法等[ R. Hao, et al., Advanced Materials, 2010, 22, 2729; A. Warshawsky, et al., Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry 1989, 27 (9), 2963; E. B. Denkbas, et al., Reactive & Functional Polymers 2002, 50 (3), 225; Y Wu, et al., Polymer, 2006, 47(15), 5287; T. H. Chung, et al., Journal of Magetism and Magnetic Materials 2007, 311, 36]。有关这方面的专利也很丰富，如CN1288179C、CN1272372C、CN1219817C、CN1259352C、CN100418581C、CN101183589A、CN100556529C、CN101220187A、CN101240075 B、CN101735367B、CN101816909A等均是关于磁性聚合物微球制备方法的专利文献。借助这些方法可以得到多种结构类型的磁性聚合物微球，如：核壳式、反核壳式、夹心式等。核壳式结构一般由磁性材料组成核，聚合物组成壳；反核壳式结构由聚合物为核，磁性材料为壳或将磁性纳米微粒分散在聚合物微球表面；夹心式结构的外层和内层为聚合物，中间为磁性材料，而对于磁性微粒内嵌在聚合物基体中的磁性中空聚合物微球报导较少。尽管夹心式结构的磁性复合微球理论上可以通过移除内层聚合物而得到磁性中空聚合物微球，但实际操作过程中内层聚合物移除时往往会破坏外层聚合物的结构，而且得到的磁性中空聚合物微球中磁性微粒是分散在中空球内部的，而非内嵌在壳层聚合物基体中。

具有中空结构的磁性微球在催化剂载体、生物医用方面等领域具有潜在的应用价值，借助其空腔可以实现微空间内的受限催化反应，也可以在其空腔内填充药物实现缓释的功能，同时又可借助磁性能实现磁分离及磁靶向，再者，将磁性微粒内嵌在壳层聚合物基体中可以很好的避免磁性微粒的泄漏，因此很有必要开发一条制备该类型磁性中空聚合物微球的路径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种壳层内嵌磁性微粒的中空聚膦腈微球及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种壳层内嵌磁性微粒的中空聚膦腈微球：所述微球壳层为聚膦腈，内部中空，壳层内嵌有磁性微粒。

所述磁性微粒为四氧化三铁，其粒径为5～50 nm，饱和磁化强度为60～70 emu/g，可以通过商业手段购买。

一种壳层内嵌磁性微粒的中空聚膦腈微球的制备方法，其特征在于步骤如下：（1）以质量/体积比计，将0.02～0.1 g聚苯乙烯微球分散到30～300 mL乙醇中；然后加入0.01～0.1 g六氯环三膦腈、0.02～0.2 g 4,4′-二羟基二苯砜、0.005～0.025 g磁性微粒和1～10 mL三乙胺；20～60℃超声反应3～10 h后离心分离、洗涤、干燥得到以聚苯乙烯为核、以内嵌有磁性微粒的聚膦腈为壳的复合微球；

（2）将步骤（1）得到的复合微球加入到四氢呋喃或四氯化碳中，搅拌均匀，磁分离，将分离产物干燥12～24h，即得壳层内嵌磁性微粒的中空聚膦腈微球。

步骤（1）所述的聚苯乙烯微球具有非交联的化学结构，其粒径为100～2000 nm，可以通过商业手段购买。

步骤（1）和（2）所述的干燥，其温度为50~80℃，时间为12~24h。

本发明壳层内嵌磁性微粒的中空聚膦腈微球表面富含羟基，饱和磁化强度为5～20 emu/g。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：