[發明專利]一種表面粗糙的聚苯乙烯微球及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810707340.6
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN109180844B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 馬士禹;相雪晨;施婷婷;鄭桂華;陳喆;陳寧;任東方
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: C08F112/08
• 分類號: C08F112/08;C08F2/22;B01J13/14
• 代理公司: 上海麥其知識產權代理事務所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

本發明公開了一種均勻表面粗糙聚苯乙烯微球的制備方法。在攪拌條件下，使苯乙烯分散于水中，然后加入小分子醇，形成均一透明的混合液；用醇水混合液按不同的倍數稀釋混合液，將一定量的復合引發劑(K₂S₂O₈?NaHSO₃)快速加入上述反應液中，混勻。得到的混合液置于25℃恒溫反應18?24h，經分離凈化后可得目標產物。本發明制備的產品可被廣泛用于藥物、基因傳輸載體，疫苗佐劑、癌癥診斷與治療等方面。與現有技術相比，本發明用一鍋法制得粒徑均勻表面凹陷粗糙聚苯乙烯微球，制備方法簡單，產品可批量制備，反應過程中無需使用穩定劑，合成工藝過程環境友好。

技術領域

本發明屬于無皂乳液聚合技術領域，涉及一種表面粗糙的聚苯乙烯微球及其制備方法和應用。

背景技術

乳液聚合是單體借助乳化劑和機械攪拌，使單體分散在水中形成乳液，再加入引發劑引發單體聚合的一種反應，是合成高分子材料的一項重要制備方法。其優點在于：(1)聚合速度快，產品分子量高；(2)用水作分散劑介質，有利于傳熱控溫；(3)反應達高轉化率后，乳聚體系的粘度仍很低，分散體系穩定，較易控制和實現連續操作等。但傳統乳液聚合亦存在諸多問題，例如：乳化劑的加入會增加后期處理難度，且會降低聚合物產品的耐水性、耐溶劑性和力學性能。Matsumoto和Ochi(文獻)于1960年在完全不含乳化劑的條件下，合成了具有粒度均勻乳膠粒的聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯以及聚醋酸乙烯酯乳液，此后無皂乳液聚合制備聚合物微球便迅速發展起來。由無皂乳液聚合法合成的乳膠粒徑單一分散、表面潔凈，不需要去除乳化劑這一后處理。產品廣泛應用于臨床醫學、細胞學、材料科學、色譜分離等領域。

近年來均勻聚合物微球因具有形態可控、分子量可調、易于在表面引入不同功能基團等特性，受到廣泛關注。在聚合物微球中，以聚苯乙烯微球的制備與應用最為廣泛，其為有序低維納米結構的構筑提供了模板或構筑單元。

近年來對聚苯乙烯微球的實驗與研究，多在于將其制備為分散性單一、外觀球形、表面光滑且規整。本發明利用傳統無皂乳液法，在稀釋條件下，制備出表面粗糙且粒徑較均勻的微球，大大拓寬了其應用領域。

發明內容

為拓寬聚苯乙烯微球的應用范圍，克服現有技術存在的缺陷，本發明提供了一種表面粗糙的聚苯乙烯微球的制備方法，以苯乙烯為單體，以水為溶劑，在小分子醇存在的條件下，通過復合引發劑引發的無皂乳液聚合反應制備而成。制備時，在攪拌條件下，使苯乙烯分散于水中，然后加入小分子醇，形成均一透明的混合液；然后向混合液中加入復合引發劑溶液，在恒溫條件下，根據苯乙烯的加入量，反應12-48小時。經離心分離(醇洗、水洗)，可得目標產物。本發明所得目標產物是一種表面粗糙、均勻較好、儲存穩定性優異、光學性能良好的聚苯乙烯微球。

本發明提供了一種表面粗糙的聚苯乙烯微球的制備方法，該方法具體包括以下步驟：

步驟(1)：在容器中加入苯乙烯、溶劑和小分子醇，攪拌至混合液澄清透明，然后超聲均一化。

步驟(2)：向上述步驟(1)的混合液中加入復合引發劑進行無皂乳液聚合反應。

步驟(3)：將步驟(2)反應得到的產物經離心、水洗、再分散的處理方法，制得表面粗糙的聚苯乙烯微球。

步驟(1)中，所述溶劑為二次蒸餾水、高純水等中的一種或兩種，以減少外來雜質的影響；優選地，為二次蒸餾水。

步驟(1)中，所述容器可以是三頸燒瓶或者其它規格的燒瓶或錐形瓶。

步驟(1)中，所述向容器中加入小分子醇的方式優選為滴加。

步驟(1)中，所述小分子醇是指C1-C8的醇，包括但不限于是甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、叔丁醇等中的一種或幾種；優選地，為甲醇、乙醇、異丙醇、叔丁醇。其作用是降低蒸餾水的表面張力，便于苯乙烯分散于蒸餾水中。