核壳结构磁性聚合物微球课件.ppt

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1、核壳结构磁性聚合物微球汇报人：张倩男20131026磁性聚合微球特性：1.比表面积大2.易于吸附3.超顺磁性（能在外界磁场作用下方便、快速地与介质分离）一、磁性聚合微球的简单介绍应用于生物工程（固化酶）、生物医学（靶向药物、酶标、临床诊断）、细胞学（细胞分离、细胞标记）等领域。所需磁性微球的特点要求：单分散的粒径分布、高超顺磁性的颗粒含量、良好的稳定性及微球表面功能化。二、磁性聚合微球的制备1.目前制备的方法分散聚合、沉淀聚合、乳液聚合、种子/无皂/反相/辐射乳液聚合、细乳液聚合和Pickering乳液聚合等。2.挑战：如何能以较高的单体转化率来

2、获得粒径均一的具有核壳结构的磁性聚合物微球，同时尽可能减少空白聚合物微球、没有被聚合物包裹的磁性颗粒的生成。实现目标：获得一种具有可重复性的直接制备均一的磁性乳液。二、磁性聚合微球的制备我们的磁性聚合微球制备实验一、采用传统的共沉淀法制备OA/UA共同修饰的Fe3O4油基磁流体二、一步细乳液法制备Fe3O4@P(St/MAA)磁性复合微球三、制备Fe3O4@p(St/MAA)P(NIPAM-co-MAA)聚合过程传统的一步系乳化聚合：磁流体、单体、乳化剂进行超声乳化并直接引发聚合。磁性乳液模板聚合：磁流体+乳化剂超声乳化，单体溶胀2小时再进行引发

3、聚合磁性乳液模板二次溶胀聚合：磁流体+乳化剂超声乳化，用20%单体溶胀2小时，引发聚合1小时后将剩余单体溶胀2小时候后聚合。磁性乳液模板-滴加聚合：将磁流体+50%乳化剂超声乳化，用20%单体溶胀并引发聚合1小时制备“种子”后，将剩余的单体和乳化剂以半连续和单体预乳化的方式进行引发聚合。第4种方法的结果最佳：单体经过预乳化，在后期的滴加过程中将不会从反应体系中吸取乳化剂；乳化剂补足，帮助减少凝聚现象，提高稳定性；单体以饥饿态滴加，保证了高的转化率：有效控制表面功能性单体的分布。考虑影响因素：引发剂类型过硫酸钠、偶氮二异丁腈、过氧化氢异丙苯/硫酸亚

4、铁氧化还原引发体系，组成单体苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯，疏水剂十六烷，交联剂二乙烯基苯等。（水溶性的引发剂，磁性颗粒在微球内部分布较为均一。加入交联剂后，磁性颗粒在微球中的相分离现象和小粒径的粒子数目有所减少）交联剂交联剂在聚合中使单体和磁性纳米粒子结合起来，形成核壳式磁性高分子微球。交联剂增加，磁性高分子微球的平均粒径呈减小趋势，而粒径分布变化较小。这是由于交联剂增加，在核Fe3O4磁性纳米粒子的表面形成的交联网状结构随之增多，从而使聚合物链的临界链长减短，沉降速率加快，生成更多的成核粒子。同时，交联剂提供的网状结构也避免了磁性纳米粒子的团聚，促使

5、核Fe3O4磁性纳米粒子能够与聚合物外壳连接的更充分，更稳定，因而磁性高分子微球的粒径逐渐减小，分散系数变化不大。在实验中制备磁性高分子微球时发现，当交联剂用量较少时，聚合反应结束后会有大量的非球形粒子出现，且制备的磁性高分子微球大量粘结团聚，此外，体系中仍然存在许多黑色未被包覆Fe3O4纳米粒子；而交联剂用量较大时，体系的粘度变大，容易产生凝胶，甚至会出现结块现不利于微球的形成及微球的分散.2.当交联剂DVB的用量从0mL增加到1.0mL时，磁含量随着交联剂用量的增加而减小；继续增加DVB用量，当用量为1.5mL时磁含量又增加到13%；之后，磁

6、性高分子微球的磁含量又随着交联剂用量的增加而逐渐减小。这种现象可以解释为：由于体系中交联剂提供的交联网状结构随着交联剂用量的不断增加而产生越来越多的交联点，这些交联结构迫使更多的磁性Fe3O4纳米粒子充分的分散在体系中，也就是说促进磁核均匀的分配在微球中，因此磁性高分子微球的磁含量在一定范围内随着交联剂用量的增加而减小。但是当交联剂用量在1.0mL~1.5mL的范围内时，磁性高分子微球的磁含量又逐渐增加，这是因为体系中的原料配比不合适，体系中出现了粒子的团聚现象。二/Fe3O4用量对磁性高分子微球的影响Fe3O4的量1.随着核Fe3O4用量的增加

7、，磁性高分子微球的粒径和分散系数均呈现先减小后增大的趋势。因为随着Fe3O4用量的增加，在体系中形成的成核粒子越来越多，但是单体量是一定的，造成分配给每个核的单体量相对减少，从而导致磁性微球的粒径减小。但是当Fe3O4用量增大到一定程度后，过多的Fe3O4磁性粒子会因自身的磁性而团聚在一起，形成大颗粒，故粒径和分散性又呈现增大的趋势。磁性高分子微球的磁含量随着包覆的Fe3O4磁性纳米粒子的增多呈现先增加后减小的趋势，可见包覆的Fe3O4磁性纳米粒子的用量直接影响着磁性高分子微球的磁性能。体系中包覆的Fe3O4磁性纳米粒子增多，在单体一定的条件下，

8、磁性高分子微球包裹的磁性纳米粒子也随之增多，从而造成磁性高分子微球的磁含量随着Fe3O4磁性纳米粒子的增多而增加。但是，当Fe3O4磁性