超浓乳液法制备功能化磁性高分子微球的方法

摘要

本发明涉及一种用超浓乳液方法制备功能化高分子磁球的新工艺方法，属功能化高分子磁性微球制备工艺技术领域。本发明方法主要是将四氧化三铁磁性颗粒在超声条件下将其分散在甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和丙烯腈聚合单体组成的混合液中，然后在室温下将其滴加至由十二烷基磺酸钠、十六醇和聚乙烯醇组成的复合乳化剂溶液中，得到果冻状浮液，并将其转入离心试管中，离心1～3分钟，除去上层气泡；然后通入氮气，并用橡皮塞密封，置于50～80℃的水浴中聚合反应24小时，最终得到磁性高分子微球。本发明方法工艺简单，操作方便；本发明方法反应速率高，效率较高，所需时间短。本发明方法制得的磁性微球可用于生物、医药、磁性共振显像等方面领域中。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用超浓乳液方法制备功能化高分子磁球的新工艺方法，属功能化高分子磁性微球制备工艺技术领域。

背景技术

磁性纳米微粒由于其在生物技术中如生物分离、药物释放、高热法制癌症、磁性共振显像等方面具有广阔的应用前景而到广泛的研究。优势包括：粒径可以与病毒、蛋白质和基因相媲美；因为具有磁性，磁性纳米微粒可在外加磁场的作用下方便地被定位、导向和分离；微粒可以通过表面改性带有多种活性的功能基团(如-0H，-COOH等)应用于生物技术。用作制备功能化磁性微球的磁性纳米颗粒应具有良好的单分散性，以确保其具有均一的物理、化学和生物性能，其合成方法主要有共沉淀法、氧化沉淀法、微乳液法、溶胶-凝胶法和机械球磨法。然而纯的磁性纳米微粒在实际应用并不可行，当它们暴露在生物系统中，微粒之间容易发生磁性团聚而且极易被微生物分解。因此，通过共聚合和表面改性的方法加以保护，根据无机磁性纳米粒子与提供活性功能基团的材料形成的方式不同，可分为四种不同的结构类型，即核壳型，包括磁性核或磁性壳型、混合型和多层型。

单体聚合法合成磁性微球的方法主要有：悬浮聚合、分散聚合和乳液聚合(包括乳液聚合、种子聚合)等，具体方法是将磁性粒子均匀分散到含有单体的溶液或乳液中，利用引发剂引发单体进行聚合反应，即可得到内部包有一定量磁性微粒的高分子微球。

超浓乳液又称高内相比乳液，凝胶乳液，烃类胶质，它的外观似胶冻。此时，分散相的液滴不再是球形，而是变形为被含有表面活性剂的连续相薄液膜隔离的“多面液胞”，结构与传统的低液体含量的液-气泡膜相似，具有包括高粘度、粘弹流变行为的很多独特而有魅力的性质液胞表面吸附的表面活性剂产生双层静电斥力，保证超浓乳液有足够的稳定性。与传统乳液一样，超浓乳液也有O/W型和W/O型。前者以疏水性物质为分散相，水或水溶性物质的水溶液为连续相；后者以水溶性物质为分散相，有机溶剂或疏水性质物作连续相。由于超浓乳液具有许多特殊性能与应用前景，因此从60年代中期，国外在理论和实践上对超浓乳液的形成机理、液滴几何形状、数学模型、热力学性质等进行了大量研究。到1988年，纽约州立大学的Ruckenstein教授和他的助手们首次采用超浓乳液体系进行聚合，获得了高转化率、高分子量的聚合物。超浓乳液聚合有良好的应用前景，除了制备高固含量乳胶外，可以直接用于制备疏水-亲水(或亲水-疏水)性复合聚合物渗透膜。另外，超浓乳液聚合还可用于制备高分子量单分散性聚合物乳胶粒子，可广泛用于物理、化学、医药、生物等领域。此外，超浓乳液聚合在制备共混物合金、互穿网络、分离膜等方面获得了广泛的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超浓浮液法制备功能化磁性高分子微球的方法。

本发明一种超浓浮液法制备功能化磁性高分子微球的方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤：

a.首先采用传统的共沉淀法制备磁性四氧化三铁；然后在超声波条件下将四氧化三铁粉粒分散在聚合单体甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和丙烯腈的混合液中；三者的重量配比即甲基丙烯酸甲酯∶苯乙烯∶丙烯腈＝7∶2∶1；Fe₃O₄的加入量为聚合单体总量的0.04～0.16％；另外，再加入聚合单体总量1％的引发剂过氧化苯甲酰(DPO)；

b.在室温下，将一定量的十二烷基磺酸钠(SDS)、十六醇(CA)和聚乙烯醇(PVA)溶于去离子水中，搅拌均匀，配制成复合乳化剂；其中，十二烷基磺酸钠(SDS)、十六醇(CA)、聚乙烯醇(PVA)三者的重量配比为2∶1∶0.2；

c.然后将分散有Fe₃O₄粉粒的、含有聚合单体甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈和引发剂过氧化苯甲酰(BPO)的混合液慢漫滴入上述的复合乳化剂中，滴加时间为15～20分钟；滴加完成后，将所得果冻状乳液转入离心试管中，离心分离机的转速为1000rpm，离心时间为1～3分钟；除去上层气泡；然后通过氮气，并用橡皮塞密封，置于50～80℃的水浴中在反应24小时，最终制得磁性高分子微球。

本发明方法的优点是工艺简单，操作方便，反应效率高，所需时间较短。本发明方法制得的磁性高分子微球可用于生物、医药、磁性共振显像等多方面领域。

具体实施方式

现将本发明的具体实施例叙述于后。

实施例一：本实施例的工艺过程和步骤如下：

(1)、首先采用传统的共沉淀法制备磁性Fe₃O₄，然后在超声条件下，将0.01g Fe₃O₄粉粒分散在聚合单体甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和丙烯腈的混合液中，该混合液中含有甲基丙烯酸甲酯17.5g、苯乙烯5.0g、丙烯腈2.5g，其总量为25g；另外再加入0.25g的引发剂过氧化苯甲酰(DPO)；

(2)、在室温下，配制复合乳化剂：将0.5g十二烷基磺酸钠(SDS)、0.25g十六醇(CA)、0.05g聚乙烯醇(PVA)溶于5ml的去离子水中，配成复合乳化剂溶液；将该乳化剂溶液放置于有机械搅拌装置、恒压漏斗和N₂气导入装置的四颈烧瓶；将上述分散有Fe₃O₄粉粒的、含有聚合单体甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈和引发剂过氧化苯甲酰(BPO)的混合液慢慢滴入四颈烧瓶内的复合乳化剂溶液中；滴加时间为20分钟；滴加完毕后，将所得果冻状乳液转入离心试管中，离心分离机的转速为1000rpm，离心时间为2分钟；除去上层气泡；然后通入氮气，并用橡皮塞密封，置于60℃的水浴中聚合反应24小时，最终制得磁性高分子微球。