[发明专利]一种均粒磁性聚合物微球制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种均粒磁性聚合物微球制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

磁性微球在生物分离工程和生物医学工程中具有广泛的应用，特别在核酸提取、细胞分离、固定化酶、免疫检测、靶向药物、蛋白质和酶的分离纯化等领域中具有诱人的应用前景。

现有技术合成磁性聚合物微球的方法主要有包埋法、单体聚合法和界面沉积法等。

美国专利(US 4,339,337和US 4,358,388)公开了悬浮聚合法和微悬浮聚合法，即把亲油化处理的磁性四氧化铁颗粒、亲油性烯类单体和油溶性引发剂组成的油相分散在水相中，在机械搅拌和稳定剂的作用下，油相呈液滴状态分散在水相中，加热引发聚合形成磁性微球。

美国专利(US 4,774,265)公开了是先对聚合技术制备的单分散大孔型聚苯乙烯微球进行孔内、外磺化或硝化处理，以使其具有亲水性界面，吸附铁离子，采用共沉淀法在孔内合成磁性Fe₃O₄微粒，然后再选用一种含活性功能基团的单体对微球进行溶胀、聚合、包覆，使微球孔道封闭，表面功能化。

中国专利(CN200610027961.7)公开了一种采用基于细乳液-乳液聚合法制备高磁含量单分散性亲水性磁性复合微球的方法，即先将油酸包覆的磁性四氧化三铁颗粒经超声分散形成纳米级磁性小液滴，以磁性小液滴为聚合中心，合成磁性聚合物纳米微球。但是该方法只局限于合成纳米尺度的磁性聚合物/二氧化硅复合微球，然而，限制了它的广泛应用。

但是现有制备的磁性微球粒径分布宽，不同微球之间磁性能差异很大，从而影响了它的使用效果。因此，探讨一种均粒磁性微球的制备方法是材料科学领域待解决的关键问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术缺陷，提供一种均粒磁性聚合物微球制备方法，使用该方法制备的磁性聚合物微球的粒径均一、颗粒粒径可控、磁性强。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种均粒磁性聚合物微球制备方法，包括以下步骤：

(1)在60-80℃下，将可溶性Fe³⁺盐和油酸钠在正己烷和乙醇的体系中反应，真空干燥，得到干燥油酸铁；

(2)将聚合物种子加入含有稳定剂的水溶液中，充分搅拌，形成均匀分散的种子悬浮液；

(3)将油酸铁和单体加入稳定剂/溶剂混合溶液中，搅拌均匀，形成油酸铁单体悬浮液；

(4)将引发剂加入含有稳定剂的水溶液中，乳化，形成引发剂悬浮液；

(5)在聚合温度下，将油酸铁单体悬浮液和引发剂悬浮液加入种子悬浮液中使种子生长，达到预设的微球粒径后停止加入油酸铁单体悬浮液和引发剂悬浮液，第一次升温聚合反应，继续反应，即可得到油酸铁聚合物复合微球。

(6)第二次升温，使油酸铁热分解反应合成磁性纳米颗粒，即可得到磁性聚合物微球。

优选地，所述稳定剂由一种或一种以上的表面活性剂组成。进一步优选地，所述表面活性剂选自聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟甲基纤维素、油酸、油醇、羟丙基纤维素或十八醇中的一种或多种。

优选地，步骤(3)中溶剂为C1-C3的低级醇。进一步优选地，低级醇为低级一元醇或二元醇。

优选地，步骤(5)中聚合温度为70-90℃，第一次升温的温度为95-110℃，第二次升温的温度为300-350℃。

优选地，所述聚合物种子为聚苯乙烯种子或苯乙烯-二乙烯基苯种子，所述单体选自苯乙烯、二乙烯苯、2,4-二氯苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯或其衍生物中的一种或多种。

优选地，所述引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰或过氧化甲酸叔丁酯中的一种或多种。

优选地，所述聚合物种子重量占种子悬浮液重量的40-60％，所述油酸铁重量占油酸铁单体悬浮液重量的20-40％，所述单体重量占油酸铁单体悬浮液重量的30-60％，所述引发剂占引发剂悬浮液重量的5-10％。

优选地，所述可溶性Fe³⁺盐与油酸钠的摩尔比为1:1.5-1:5。

优选地，所述磁性聚合物微球的粒径大小为0.1-200μm。

本发明所达到的有益效果：

本发明方法制备的磁性聚合物微球的粒径均一、颗粒粒径可控、磁性强，且化学性质稳定，在食品安全检测和生物药分离中具有潜在的应用价值。

具体实施方式