[發(fā)明專利]一種具有親水性的聚苯乙烯微球

在審

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• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN107936167A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設計）人: 胡偉;趙靜
• 申請（專利權）人: 蘇州希爾蓋森新材料有限公司
• 主分類號: C08F212/08
• 分類號: C08F212/08;C08F220/06;C08F220/20;C08F220/58;C08F212/36;C08F222/38;C08F2/26;B01J13/14
• 代理公司: 蘇州中合知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙)32266
• 代理人: 李中華

技術領域

本發(fā)明涉及一種具有親水性的聚苯乙烯微球，屬于功能高分子材料領域。

背景技術

當前制藥工業(yè)的分離純化環(huán)節(jié)面臨著工藝革新、降低成本及提成效率的重大挑戰(zhàn)，主要問題是傳統(tǒng)的葡聚糖或瓊脂糖(天然多糖)填料由于自身結構原因，導致線性流速有限、難以放大并且目標蛋白的產(chǎn)率難以提高、耐堿性差、壽命短、高流速下動態(tài)載量低、壓縮系數(shù)大。

而聚苯乙烯微球作為填料的優(yōu)勢有：成本低廉，交聯(lián)度可控，耐受有機溶劑，pH值耐受范圍廣、球的剛性強從而流速高(提高分離純化效率)等優(yōu)點。但是目前市面上聚苯乙烯微球在分離純化中的應用遇到的最大問題是親水性修飾，因為聚苯乙烯微球主體有非常強的憎水性，從而導致聚苯乙烯微球的可修飾性不強，大部分情況下只能用作分子排阻的方式來進行分離純化。

而當聚苯乙烯微球有了親水性之后，比如聚苯乙烯微球上有了親水性的羥基、氨基、羧基等，可利用這些親水性基團的較活潑的特性，運用化學方法，將各式各樣的功能基團(比如陰陽離子基團)接枝在聚苯乙烯微球上，從而是聚苯乙烯微球具有了各種功能性填料，應用在制藥行業(yè)的分離純化領域有更廣闊的前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術中聚苯乙烯微球由于強憎水性的特征，導致難以在聚苯乙烯微球上接枝各種基團(陰陽離子基團等)的情況，在制備聚苯乙烯微球的過程中，提前將含有親水性的基團的單體與苯乙烯單體一起發(fā)生共聚反應，從而得到具有親水性的聚苯乙烯微球。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種具有親水性的聚苯乙烯微球，其制備方法如下：采用苯乙烯、丙烯酸及含有羥基的丙烯酸酯、離子型丙烯酰胺為單體，水為介質(zhì)，陰離子表面活性劑為乳化劑，二乙烯基苯或N,N-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，進行乳液聚合制備含有得到具有親水性的聚苯乙烯微球。

本發(fā)明選擇乳液聚合，因為聚合體系粘度較低，混合傳熱容易，可避免反應過程中的局部過熱，從而較少會發(fā)生凝膠效應，放大生產(chǎn)比較容易。

本發(fā)明選擇的陰離子表面活性劑優(yōu)選十二烷基硫酸鈉。

本發(fā)明選擇的引發(fā)劑為過硫化物，優(yōu)選過硫酸鉀或過硫酸銨。

本發(fā)明所屬含有羥基的丙烯酸酯類，優(yōu)選甲基丙烯酸羥乙酯。

本發(fā)明選用丙烯酸和甲基丙烯酸羥乙酯是因為丙烯酸含有的羧基基團、和甲基丙烯酸羥乙酯含有的羥基基團有助于提高聚苯乙烯微球的親水性。

本發(fā)明選擇的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸(AMPS)作為單體的一種是因為AMPS是一種丙烯酰胺系強陰離子單體，聚合活性很高的特征，并且分子結構中含有水溶性好的強陰離子磺酸基團，對后期的聚苯乙烯微球的親水性有較大的提高。

本發(fā)明選用苯乙烯、丙烯酸和甲基丙烯酸羥乙酯、AMPS作為單體，過硫酸鉀作為引發(fā)劑，采用水溶液的乳液聚合。是因為AMPS單體既有共軛效應又有誘導效應，各個單體中都有不飽和的雙鍵。

作為本發(fā)明所述的制備具有親水性的聚苯乙烯微球的一種優(yōu)選方案，所述的引發(fā)劑：單體的質(zhì)量比例為1％～1.5％之間，交聯(lián)劑：單體的質(zhì)量比例為1％～2％之間，單體：水的質(zhì)量比例為15％～25％之間，聚合溫度為80℃～85℃之間，聚合反應時長為10～15小時。

本發(fā)明的優(yōu)點：先在乳液聚合中加入含有親水性基團的單體，聚合反應后直接得到含有親水性基團(羧基、羥基、磺酸基)的微球，接著利用親水性基團的反應較活潑的特征，與各種功能基團(例如離子基團)反應，從而得到各種功能性的聚苯乙烯微球，可運用在制藥工業(yè)的分離純化領域。并且該制備工藝簡單、易控，有較廣闊的應用前景。

具體實施方式

實施例1

將裝有攪拌的反應瓶中，加入2.5g十二烷基硫酸鈉，加入135mL的去離子水溶解。升溫到80℃，加入單體及交聯(lián)劑的混合溶液(苯乙烯10g、丙烯酸0.5g、甲基丙烯酸羥乙酯0.5g、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸1g、二乙烯苯1g)，乳化15分鐘后，滴加過硫酸鉀水溶液(0.15g過硫酸鉀溶在5mL去離子水中)，引發(fā)聚合時間為15小時。溫度恒定80℃，攪拌速度恒定300r/min。反應結束后降溫過濾水洗，將產(chǎn)物保存在20％乙醇中，得到親水性的聚苯乙烯微球。

實施例2