CN102675501A - 一种粒径可控单分散聚苯乙烯微球的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物医学领域，具体的说是一种粒径可控单分散聚苯乙烯微球的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，三口烧瓶中加入水和乳化剂，搅拌溶液至溶液澄清，通入氮气置换反应体系的空气，再加入一定的量的单体，乳化0.5-2.5小时，升至反应温度65-90℃，再搅拌，并在氮气的保护下滴加引发剂，聚合反应12-48小时；终止反应即得乳胶微粒，超速离心机离心沉降，弃去上清液加入无水乙醇超声波分散，前道步骤重复3-4次，将洗涤后的微球倒入培养皿中真空干燥箱烘干，即得聚合物微球。本发明同现有技术相比，该制备方法原料低廉、易得，工艺简单，制备的粒径可控单分散聚苯乙烯微球能够很好的应用于生物医学、微电子技术等领域。
Description
技术领域
本发明属于生物医学领域，具体的说是一种粒径可控单分散聚苯乙烯微球的制备方法。
背景技术
随着单分散性聚合物微球在生物医学、分析化学、色谱技术、微电子技术等领域的应用，在过去的几十年中，国内外研究者们对获得粒径可控的单分散性聚合物微球已经做了很多研究，其中也获得了很多成果。
例如：一些科学家人使用2,2-偶氮（2-甲基丙基脒）二盐酸盐作引发剂，通过单体的用量、引发剂的用量、反应体系的酸碱度获得了聚合反应的最佳条件。一些科学家在反应初期将一种两性表面活性剂二甲基十二烷基铵内盐加入到苯乙烯、过硫酸钾、水的反应体系中，结果制备出平均粒径达到3.4um且粒径分布较差。
美国专利，公开号：US5006617，公开日期1991年04月09；提出了用烯类基不饱和单体通过无皂乳液聚合制备乳胶粒的方法，制备的乳胶尺寸分布在0.02um-5um之间。从而一些科学家运用种子两步溶胀技术制备了粒径为4-7um的单分散交联苯乙烯微球。还有一些科学家利用蒸馏沉淀聚合法制备了粒径为2-3um的单分散交联聚苯乙烯微球。还有一些科学家以聚乙烯基吡咯酮为分散剂，偶氮二异丁腈为引发剂，醇、水混合物为分散介质，用分散聚合法制备了聚苯乙烯，全面研究了初始单体浓度、分散剂用量、引发剂浓度、分散介质组成和反应温度等反应条件所得聚合物微球粒径和粒径分布的影响。
而以上的方法具体操作比较复杂，原材料价格昂贵，对某些仪器的要求较 高，对于普通生物医药企业来说，无法推广使用。
[发明内容]
本发明为了克服现有技术的不足，提供了一种粒径可控单分散聚苯乙烯微球的制备方法。
为了实现上述目的，本发明设计了一种粒径可控单分散聚苯乙烯微球的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，三口烧瓶中加入水和乳化剂，搅拌溶液至溶液澄清，通入氮气置换反应体系的空气，再加入一定的量的单体，乳化0.5-2.5小时，升至反应温度65-90℃，再搅拌，并在氮气的保护下滴加引发剂，聚合反应12-48小时；
终止反应即得乳胶微粒，超速离心机离心沉降，弃去上清液加入无水乙醇超声波分散，前道步骤重复3-4次，将洗涤后的微球倒入培养皿中真空干燥箱烘干，即得聚合物微球。
所述的聚合物微球的粒径分布范围在50至300nm。
所述的单体为100g，其成分为苯乙烯或苯乙烯与其它共聚单体的混合物。
所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠、聚苯乙烯吡咯烷酮、油酸中的一种或几种混合物。
所述的引发剂为0.5g，其成分为过硫酸盐以及偶氮二异丁腈中的一种。
所述的聚合物微球的存在形式为乳胶在去离子水中分散或是固体粉末。
本发明同现有技术相比，具有以下特点：
1、能够简单的通过调节单体浓度、乳化剂用量、反应温度、乳化时间、引发剂用量、反应时间，即可得到粒径可控单分散聚苯乙烯微球，制备出粒径分布范围在50-300nm之间。
2、该制备方法原料低廉、易得，工艺简单，对仪器设备要求低，成本低， 制备的粒径可控单分散聚苯乙烯微球能够很好的应用于生物医学、分析化学、色谱技术、微电子技术等领域。
[具体实施方式]
下面对本发明作进一步描述。
实施例一：
在三口烧瓶中加入1000ml水和150mg乳化剂，搅拌溶液至溶液澄清，通入氮气置换反应体系的空气，再加入200g的单体，该单体主要成分为苯乙烯或苯乙烯与其它共聚单体的混合物，该共聚体为丙烯酸、甲基丙烯酸、羟基酯、磺酸钠、丙烯醛中的一种或几种混合物，乳化0.5-2.5小时，升至反应温度65-90℃，在搅拌，并在氮气的保护下滴加1.0g引发剂，该引发剂主要成分为过硫酸盐或偶氮二异丁腈，聚合反应12-48小时。终止反应即得乳胶微粒。
再通过超速离心机离心沉降，弃去上清液加入无水乙醇超声波分散，重复上述步骤3至4次。将洗涤后的微球倒入培养皿中真空干燥箱烘干，即得聚合物微球。通过投射电镜观察乳液中微球球型性较好，呈现良好的单分散性。通过粒径分布仪测定微球粒径分布，平均粒径在302nm,CV为8.9%。
实施例二：
在三口烧瓶中加入1000ml水和180mg乳化剂，搅拌溶液至溶液澄清，通入氮气置换反应体系的空气，再加入150g的单体，该单体主要成分为苯乙烯或苯乙烯与其它共聚单体的混合物，该共聚体为丙烯酸、甲基丙烯酸、羟基酯、磺酸钠、丙烯醛中的一种或几种混合物，乳化0.5-2.5小时，升至反应温度65-90℃，再搅拌，并在氮气的保护下滴加0.8g引发剂，该引发剂主要成分为过硫酸盐或偶氮二异丁腈，聚合反应12-48小时，终止反应即得乳胶微粒。
再通过超速离心机离心沉降，弃去上清液加入无水乙醇超声波分散，以上 步骤重复3至4次后，将洗涤后的微球倒入培养皿中真空干燥箱烘干，即得聚合物微球。通过投射电镜观察乳液中微球球型性较好，呈现良好的单分散性。通过粒径分布仪测定微球粒径分布，平均粒径在147nm,CV为6.2%。
实施例三：
在三口烧瓶中加入1000ml水和220mg乳化剂，搅拌溶液至溶液澄清，通入氮气置换反应体系的空气，再加入120g的单体，该单体主要成分为苯乙烯或苯乙烯与其它共聚单体的混合物，该共聚体为丙烯酸、甲基丙烯酸、羟基酯、磺酸钠、丙烯醛中的一种或几种混合物，乳化0.5-2.5小时，升至反应温度65-90℃，在搅拌，并在氮气的保护下滴加0.5g引发剂，该引发剂主要成分为过硫酸盐或偶氮二异丁腈，聚合反应12-48小时，终止反应即得乳胶微粒。
再通过超速离心机离心沉降，弃去上清液加入无水乙醇超声波分散，再离心再洗涤，如此重复3至4次，将洗涤后的微球倒入培养皿中真空干燥箱烘干，即得聚合物微球。通过投射电镜观察乳液中微球球型性较好，呈现良好的单分散性。通过粒径分布仪测定微球粒径分布，平均粒径在98nm,CV为10.4%。
实施例四：
在三口烧瓶中加入1000ml水和240mg乳化剂，搅拌溶液至溶液澄清，通入氮气置换反应体系的空气，再加入100g的单体，其单体主要成分为苯乙烯或苯乙烯与其它共聚单体的混合物，该共聚体为丙烯酸、甲基丙烯酸、羟基酯、磺酸钠、丙烯醛中的一种或几种混合物，乳化0.5-2.5小时，升至反应温度65-90℃，在搅拌和氮气的保护下滴加0.5g引发剂，该引发剂主要成分为过硫酸盐或偶氮二异丁腈，聚合反应12-48小时，终止反应即得乳胶微粒。
再通过超速离心机离心沉降，弃去上清液加入无水乙醇超声波分散，以上步骤重复3至4次后，将洗涤后的微球倒入培养皿中真空干燥箱烘干，即得聚 合物微球。通过投射电镜观察乳液中微球球型性较好，呈现良好的单分散性。通过粒径分布仪测定微球粒径分布，平均粒径在52nm,CV为8.6%。
Claims (7)
1.一种粒径可控单分散聚苯乙烯微球的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，三口烧瓶中加入水和乳化剂，搅拌溶液至溶液澄清，通入氮气置换反应体系的空气，再加入一定的量的单体，乳化0.5-2.5小时，升至反应温度65-90℃，再搅拌，并在氮气的保护下滴加引发剂，聚合反应12-48小时；
终止反应即得乳胶微粒，超速离心机离心沉降，弃去上清液加入无水乙醇超声波分散，前道步骤重复3-4次，将洗涤后的微球倒入培养皿中真空干燥箱烘干，即得聚合物微球。
2.根据权利要求1所述的一种粒径可控单分散聚苯乙烯微球的制备方法，其特征在于：所述的聚合物微球的粒径分布范围为50至300nm。
3.根据权利要求1或2所述的一种粒径可控单分散聚苯乙烯微球的制备方法，其特征在于：所述的单体为100g，其成分为苯乙烯或苯乙烯与其它共聚单体的混合物。
4.根据权利要求3所述的一种粒径可控单分散聚苯乙烯微球的制备方法，其特征在于：所述的共聚单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、羟基酯、磺酸钠、丙烯醛中的一种或几种混合物。
5.根据权利要求1或2所述的一种粒径可控单分散聚苯乙烯微球的制备方法，其特征在于：所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠、聚苯乙烯吡咯烷酮、油酸中的一种或几种混合物。
6.根据权利要求1或2所述的一种粒径可控单分散聚苯乙烯微球的制备方法，其特征在于：所述的引发剂为0.5g，其成分为过硫酸盐以及偶氮二异丁腈中的一种。
7.根据权利要求1或2所述的一种粒径可控单分散聚苯乙烯微球的制备方法，其特征在于：所述的聚合物微球的存在形式为乳胶在去离子水中分散或是固体粉末。
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