[發(fā)明專(zhuān)利]納米顆粒尺度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310033233.7
• 申請(qǐng)日: 2013-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103111246A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳淑祥;程佑法;熊大偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): B01J13/02
• 分類(lèi)號(hào): B01J13/02;B01J13/14;C08F112/08;C08F2/26
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 張貴賓

技術(shù)領(lǐng)域

???????本發(fā)明涉及納米尺度粉體領(lǐng)域，尤其涉及一種納米顆粒尺度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備方法。

技術(shù)背景

???????隨著粉體技術(shù)和納米科技的發(fā)展，對(duì)亞微米和納米尺度粉體的檢測(cè)需求日益迫切，納米檢測(cè)手段也是越來(lái)越多樣化，這就要求有適應(yīng)納米級(jí)別檢測(cè)儀器使用的校準(zhǔn)物質(zhì)。納米粒徑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是具有確定的粒徑值和極窄的粒徑分布的微球，其可以用于測(cè)定細(xì)菌、病毒、核糖體和小細(xì)胞物質(zhì)大小時(shí)作為校正的參比物質(zhì)，可對(duì)粒度測(cè)量手段的校正，對(duì)動(dòng)態(tài)光散射和膠體體系的研究領(lǐng)域、色譜學(xué)、組織分離技術(shù)領(lǐng)域具有重大意義。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(National?Institute?for?Standards?and?Technology-NIST)提供的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(SRM-美國(guó)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的簡(jiǎn)稱(chēng))在國(guó)際上被認(rèn)為較具有權(quán)威性，8種聚苯乙烯微球國(guó)家二級(jí)粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和2種一級(jí)粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，尺寸范圍在2-75微米之間，但價(jià)格昂貴。?

乳液聚合(Emulsion?Polymerazition)是高分子傳統(tǒng)合成方法中的一個(gè)重要的方法，是在本體聚合，溶液聚合和懸浮聚合等方法的改進(jìn)上發(fā)展起來(lái)的。它是早期用于制備高聚物微球的一個(gè)重要方法之一，可以合成粒徑為10-500nm的微球。乳液聚合是由連續(xù)相介質(zhì)（通常為水）、油溶性單體、乳化劑、水溶性引發(fā)劑等組成。但乳液體系需要加入大量的乳化劑來(lái)進(jìn)行穩(wěn)定。因此，在產(chǎn)物的表面會(huì)殘留有大量乳化劑分子，影響材料的表面性能，電性能、耐水性等性能。而清除這些乳化劑十分困難，大大增加了生產(chǎn)成本。同時(shí)，乳液聚合的轉(zhuǎn)化率很低。

無(wú)皂乳液聚合(Soap-free?Emulsion?Polymerization)是近年來(lái)新興的一種聚合方法，它是在傳統(tǒng)乳液聚合的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)而得。傳統(tǒng)的乳液聚合需要加入大量的乳化劑，吸附在單體液滴和增容膠束的表面，雖然可以使乳液體系穩(wěn)定但同時(shí)也帶來(lái)了許多問(wèn)題。特別是乳化劑分子依然會(huì)吸附在產(chǎn)物的表面，影響產(chǎn)物的力學(xué)性能，光學(xué)性能，電性能，表面性能及耐水性等性能。無(wú)皂乳液聚合是在乳液聚合的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)的一種新的聚合方法，是指在體系中不加乳化劑或者是只加少量的乳化劑(濃度低于CMC)的一種乳液聚合。無(wú)皂乳液聚合的特點(diǎn)：1)所制微球表面比較“潔凈”，避免了傳統(tǒng)乳液聚合中乳化劑帶來(lái)的許多弊端，如乳化劑消耗大，不能完全從聚合物中除去從而影響產(chǎn)品的純度及性能等。2)?可以制備表面帶親水性功能基團(tuán)的微球，也可以制備核殼型疏水性、親水性微球；3）所得的乳膠粒子單分散性好，粒徑也比傳統(tǒng)乳液聚合大，可接近微米級(jí)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種采用無(wú)皂乳液聚合法制備微球、場(chǎng)流分離技術(shù)進(jìn)一步篩選分離的納米顆粒尺度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備方法，所制得的微球具有均勻性、球形度好，穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)實(shí)現(xiàn)的：

一種納米顆粒尺度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備方法，其特征在于采用無(wú)皂乳液聚合法制備，其具體包括以下步驟：

步驟一：聚苯乙烯的合成

1）苯乙烯的純化：將苯乙烯置于分液漏斗中，加入0.5～3倍體積的濃度為5%的氫氧化鈉溶液充分振蕩洗滌2～4次，保留上層苯乙烯溶液，以除去苯乙烯中的阻聚劑，再用蒸餾水把苯乙烯洗至中性，洗去殘留的氫氧化鈉，然后將洗后的苯乙烯置于圓底燒瓶中加入氧化鈣除去殘留的水，將苯乙烯置于干燥的圓底燒瓶中，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下減壓蒸餾，收集0.08MPa下的餾分，然后將收集的餾分在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下低溫保存；

2）合成：在帶有機(jī)械攪拌的四口圓底燒瓶中加入90～150ml的3～6mmol/L十二烷基硫酸鈉水溶液，攪拌10～30min，同時(shí)通入氮?dú)獬酰缓髮⒎磻?yīng)裝置至于80～90℃水浴鍋中，加入3～5ml溶有0.03～0.15g引發(fā)劑的上述苯乙烯，反應(yīng)4～5個(gè)小時(shí)即可得到淡藍(lán)色的聚苯乙烯顆粒乳液，反應(yīng)過(guò)程中始終保持氮?dú)獗Ｗo(hù)；

3）產(chǎn)物的分離和提純：在所得的聚苯乙烯顆粒乳液中加入二價(jià)或三價(jià)陽(yáng)離子鹽類(lèi)破乳劑進(jìn)行破乳，使聚苯乙烯顆粒聚集，乳液由原來(lái)的藍(lán)色半透明狀變成了白色沉淀物懸浮液，將此懸浮液離心分離后棄去上層清液，即可得到聚苯乙烯的納米顆粒；將所得的產(chǎn)物加入無(wú)水乙醇，在超聲振蕩清洗機(jī)上充分振蕩使其分散，然后再離心分離，棄去上層清液，如此反復(fù)清洗2～4次，將清洗后的產(chǎn)物在60℃烘干12小時(shí)即得到白色粉末狀的產(chǎn)物；

步驟二：納米聚苯乙烯單分散微球的篩選和分離