[發明專利]一種單分散高分子復合磁性微球的制備方法

有效

• 申請號: 201410494772.5
• 申請日: 2014-09-24
• 公開（公告）號: CN104211851A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 范江洋;陳松;王燁;韓毅;劉凱文
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C08F212/36
• 分類號: C08F212/36;C08F220/06;C08F220/14;C08F2/44;C08F2/01;C08F212/08;C08F212/34;C08K9/04;C08K3/22;C08K3/08;B01J13/02;B01J13/14
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 陸藝

技術領域

本發明涉及一種單分散磁性微球的制備方法。

背景技術

高分子復合磁性微球是指通過適當的方法使聚合物與無機磁性顆粒結合起來形成的具有一定磁響應性的微球。因其具有磁性可在外加磁場的作用下實現與其他非磁性材料及物質的迅速分離。在生物制藥、化工催化及分離領域都有著廣闊的應用前景。

文獻“王凱，邱廣明，邱廣亮.單分散性大粒徑磁性復合微球的制備和表征.功能材料，2010，41(s2):218－220.”公開了一種使用懸浮聚合法制備大粒徑磁性微球的方法，采用分散聚合工藝，制備了大粒徑的聚苯乙烯磁性微球。

文獻“Yang,C.L.,Guan,Y.P.,Xing,J.M.,et.al.Preparationofmagneticpolystyrene?microsphereswithanarrowsizedistribution,AicheJ.2005,51,2011-2015.”公開了一種采用油酸包裹磁性材料制備油基磁流體，并均勻混合于苯乙烯中，通過噴射懸浮聚合的方法制備磁性微球的方法。

專利CN?103212352公開了一種通過將苯乙烯與磁性流體混合后攪拌聚合的方法，制備了磁性微米顆粒。

但是以上方法的局限在于，采用的方法無法保證所制備的磁性微球的單分散性，粒度分布仍然較寬，無法滿足某些特殊領域對于磁性微球的粒度要求。

發明內容

本發明的目的是克服現有方法制備的磁性微球粒度分布較寬，達不到單分散的要求的不足，提供一種單分散高分子復合磁性微球的制備方法。

本發明的技術方案概述如下：

一種單分散高分子復合磁性微球的制備方法，包括如下步驟：

(1)使用制備單分散磁性微球的設備，所述設備包括原料罐(1)、振動發生器(2)、噴頭(3)、反應器(4)和輸送泵(5)，反應器(4)上部的直徑大于下部的直徑，噴頭(3)設置在反應器(4)的頂部，原料罐(1)通過管道依次與第1閥門(F1)和噴頭(3)連接，振動發生器(2)通過連桿(6)與連接第1閥門(F1)和噴頭(3)的管道連接，輸送泵(5)的入口端通過管道與第2閥門(F2)連接后與反應器(4)的上部連接，輸送泵(5)的出口端通過管道依次與第3閥門(F3)、三通(S1)連接后與反應器(4)的底部連接，三通(S1)與連接有第4閥門(F4)的排放管連接；

(2)通過沉淀法制備納米磁性材料，并加入油酸制備得到油基磁流體；

(3)將油基磁流體加入到聚合單體、交聯劑、引發劑和致孔劑混合得到的油相混合液中，混合均勻得到油基磁性混合物，所述油基磁流體質量為油基磁性混合物質量的0.1-20％；

(4)將分散劑溶于去離子水中，使分散劑的質量濃度為0.5％～10％，得到水相；

(5)將水相充入制備單分散磁性微球的設備的反應器(4)和輸送泵(5)及反應器(4)和輸送泵(5)間的管道中；將油基磁性混合物充入原料罐(1)中；

(6)開啟第2閥門(F2)、第3閥門(F3)，啟動輸送泵(5)，加熱水相到85～120℃；

(7)開啟振動發生器(2)，在原料罐(1)內施加壓力，通過調節壓力和第1閥門(F1)，使原料罐(1)中的油基磁性混合物從噴頭(3)流出時，在振動的作用下分散成為粒徑均勻的混合物油滴，在重力的作用下，混合物油滴在反應器(4)內向下運動；

(8)調節第3閥門(F3)，使混合物油滴在從下向上的水相流動作用下在反應器(4)內上下往復運動且不流出反應器(4)，并由于水相溫度較高，混合物油滴內的引發劑開始分解，混合物油滴內開始發生聚合反應；

(9)取樣，觀察當混合物油滴聚合成為聚合物顆粒且不再發生粘連和破碎時，在反應器(4)內繼續反應1-2h；

(10)關閉第2閥門(F2)、第3閥門(F3)，停輸送泵(5)，開啟第4閥門(F4)，收集從排放管排出的磁性微球，洗滌、干燥后即得到單分散高分子復合磁性微球。

單分散高分子復合磁性微球的粒徑為200～2000μm。

納米磁性材料優選為納米四氧化三鐵、納米γ-三氧化二鐵、納米鐵粉、納米鎳粉、納米鈷粉、納米鐵鈷合金、納米鐵錳復合氧化物、納米鐵鈷復合氧化物、納米錳鈷復合氧化物或納米鐵錳鈷復合氧化物。

油相混合液中聚合單體、交聯劑、引發劑和致孔劑的質量百分比優選為：19％～89％，5％～30.5％，0.5％～5％和0～50％。

聚合單體優選為苯乙烯、丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯至少一種。

交聯劑優選為二乙烯苯或二丙烯苯。