[發(fā)明專(zhuān)利]一種形貌可控的磁性聚合物微球及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610530109.5
• 申請(qǐng)日: 2016-07-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107583574A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮章啟;李家城;代宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J13/02
• 分類(lèi)號(hào): B01J13/02;H01F1/42;C08L33/20;C08K3/22
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專(zhuān)利中心32203
• 代理人: 鄒偉紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于靜電紡絲技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及到形貌可控的磁性聚合物微球的制備。

背景技術(shù)

聚合物磁性微球作為一種新型功能材料，是由磁性納米顆粒與高分子骨架材料復(fù)合而成的一種有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合材料，有許多獨(dú)特的物理化學(xué)特性。一方面，由于微球上復(fù)合的納米顆粒的磁導(dǎo)向性，在有外加磁場(chǎng)的情況變化的情況下，聚合物磁性微球可以隨之而運(yùn)動(dòng)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)將此行微球快速的與體系分離開(kāi)來(lái)；另一方面，可以通過(guò)化學(xué)方法對(duì)聚合物微球的骨架材料的有機(jī)表面進(jìn)行改性，使之表面富含大量的功能性基團(tuán)(如-OH、-NH₂、-COOH、-SH、-CHO)，從而使磁性微球具有不同的表面功能與反應(yīng)活性。因此聚合物磁性微球在生化分離、醫(yī)藥工程、催化等諸多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。聚合物磁性微球不僅具有高分子微粒的許多特性，還具有納米磁性顆粒的磁學(xué)性質(zhì)，其能在外加磁場(chǎng)的作用下實(shí)現(xiàn)與體系的快速分離，并且操作簡(jiǎn)單，費(fèi)用低，因此聚合物磁性顆粒在細(xì)胞分離、靶向藥物的制備、固定化酶等生化分離和生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域受到了越來(lái)越多的關(guān)注。

當(dāng)前聚合物磁性微球面臨的最為棘手的一個(gè)問(wèn)題就是磁性與聚合物微球粒徑的關(guān)系：增強(qiáng)聚合物磁性微球磁性最簡(jiǎn)單的方法就是增大微球的直徑，但是當(dāng)微球直徑變大，其比表面積則會(huì)減小，進(jìn)而導(dǎo)致其表面可用于功能化的基團(tuán)減少。而小直徑的微球雖然比表面積大，但是磁性弱，需要施加較大的外加磁場(chǎng)。因此當(dāng)前需解決的問(wèn)題是制備出直徑小，磁性強(qiáng)的聚合物磁性微球。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供了一種簡(jiǎn)單可行的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)聚合物磁性微球表面形貌、磁響應(yīng)強(qiáng)度的控制，以拓寬聚合物磁性微球的應(yīng)用范圍。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種形貌可控的磁性聚合物微球制備方法，包括以下具體步驟：

步驟1：聚合物溶液的制備

將聚合物溶于N，N-二甲基甲酰胺溶液中，攪拌至溶液澄清，得到聚合物溶液；

步驟2：聚合物微球的制備

將聚合物溶液利用靜電噴射技術(shù)進(jìn)行電紡，制備聚合物微球；

步驟3：磁性聚合物微球的制備

將二乙二醇在水浴中加熱；

隨后取無(wú)水氯化鐵，攪拌加入二乙二醇中形成均相溶液；再將無(wú)水醋酸鈉加入所得均相溶液，制得混合溶液；

再取步驟2中制備的聚合物微球加入到上述混合溶液中，超聲處理使聚合物微球分散在混合溶液體系中；

把超聲處理后的混合溶液密封加熱發(fā)應(yīng)，冷卻后即得到形貌可控的磁性微球。

優(yōu)選的，所述的步驟1中，聚合物材料為聚丙烯腈，聚乳酸、殼聚糖、聚己內(nèi)酯、聚羥基乙酸共聚物中的任意一種。

優(yōu)選的，所述的步驟1中，聚合物溶液的質(zhì)量體積分?jǐn)?shù)為3％～8％。

優(yōu)選的，所述的步驟2中，電紡參數(shù)為：電壓強(qiáng)度6～16KV、噴射速度為0.1～1.0ml/h、接收距離8～20cm、針頭內(nèi)徑為0.5～0.8mm。

優(yōu)選的，二乙二醇在水浴中加熱至80℃。

優(yōu)選的，所述的步驟3中，二乙二醇:無(wú)水三氯化鐵：醋酸鈉三者的質(zhì)量比為1：(4～6)：(8～12)；聚合物微球與溶液的質(zhì)量比為1：(1～65)。

優(yōu)選的，所述的步驟3中，溶劑加熱反應(yīng)時(shí)，溫度須保持在200～300℃，反應(yīng)時(shí)間為4～18h，使反應(yīng)能夠生成足夠的四氧化三鐵納米顆粒。

上述制備方法制備的形貌可控的磁性聚合物微球，表層為Fe₃O₄包覆，內(nèi)部為聚合物微球，大小為0.5～5微米。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì)：

(1)利用靜電紡絲技術(shù)制備的微球，不僅其形狀可控，而且微球表面有許多褶皺型孔洞，進(jìn)一步增大了微球的比表面積，這有利于微球涂覆更多的磁性納米顆粒，或者接枝更多的功能型官能團(tuán)。

(2)采用靜電紡絲技術(shù)操作簡(jiǎn)單，成本低廉，反應(yīng)條件溫和。

(3)本發(fā)明的制備方法制作工藝簡(jiǎn)單，易于規(guī)模化生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明制備的形貌可控的聚丙烯腈微球的SEM圖。

圖2為本發(fā)明制備的磁響應(yīng)強(qiáng)度可控的磁性聚丙烯腈微球的SEM圖。

圖3為本發(fā)明制備的磁性聚丙烯腈微球的宏觀磁性測(cè)試。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施實(shí)例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。