反相悬浮聚合法制备微米HEMANVPMBA三元聚合物交联微球.docVIP

反相悬浮聚合法制备微米级HEMA/NVP/MBA三元聚合物交联微球 杨莹 高保娇* （中北大学化学工程与环境学院 太原 030051） 摘 要 采用反相悬浮聚合法合成了N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）、甲基丙烯酸β－羟乙酯HEMA）及N , N′－亚甲基双丙烯酰胺(MBA)/NVP/MBA）；考察了分散剂种类与用量、搅拌速度微球粒径～μm范围内可控的微米级HEMA/NVP/MBA三元交联微球。共聚物能否成球，这是首先需要解决的问题。分散剂种类须选择适当，否则不能成球或成球率很低；搅拌速度搅拌速度μm的交联微球，适宜的条件为：搅拌速度400rpm，两相比例石蜡/水相 =40/11(V/V)，分散剂（Span-60）用量为6.58%(在分散相中的质量含量)。 关键词 甲基丙烯酸β－羟乙酯甲基丙烯酸β－羟乙酯HEMA)和聚N-乙烯基吡咯烷酮（PNVP）都是具有生物相容性的亲水性聚合物[5，6]，尤其在PHEMA的大分子链上还具有活性基团羟基，因此含HEMA与NVP的聚合物广泛用于生物医学[7，8]。将HEMA与其它单体实施交联共聚，制备的生物医用高分子微球，可用于生物大分子及酶的固定化[9,10]、药物的控释[11]、生物大分子及DNA的分离[12,13]等，显然，制备含有HEMA的微米级聚合物交联微球具有重要的科学意义。微米级聚合物微球通常采用分散聚合法与种子乳液聚合法制备，都有一定的局限性，比如前者体系中分散剂有时产生位阻效应[1]，而后者则制备过程较复杂。本研究采用反相悬浮聚合法，进行了HEMA、NVP及N,N′－亚甲基双丙烯酰胺MBA）的共聚合，制备了微米级三元聚合物交联微球HEMA/NVP/MBA。通过大量的实验研究，探索考察了聚合体系的成球性能以及各种因素对微球粒径的影响规律。本文的研究结果对于生物化学、生物医学、生物化工、生化分析及酶催化等领域的相关研究都具有一定的参考价值。 1 实验部分 1.1试剂与仪器 N-乙烯基吡咯烷酮NVP），上海德祥医药科技有限公司，分析纯；甲基丙烯酸β－羟乙酯*通讯联系人:高保娇（1946—）,女,教授,博士生导师;研究方向:功能高分子材料;E-mail: gaobaojiao@126.com (HEMA)，天津市化学试剂研究所分析纯；NN′－亚甲基双丙烯酰胺MBA），湖南湘中精细化学品厂，化学纯；过硫酸铵（APS），上海富蔗化工有限公司，分析纯，乙醇重结晶后使用；Span-60，天津市东丽区天大化学试剂厂，化学纯石油醚，天津市华东试剂厂，化学纯。其它所用试剂均为市售分析纯试剂。 带有测微尺的光学显微镜（XSZ4型，双目生物显微镜，太原光学仪器厂），1.2 微米级交联微球NVP/HEMA/MA的制备 将一定量的Span-60在搅拌下溶于液体石蜡中，构成连续相油相，加入到装有搅拌器、冷凝管、导气管的四口瓶中；4mL甲基丙烯酸β－羟乙酯4mLN-乙烯基吡咯烷酮N, N′—亚甲基双丙烯酰胺3mL二次蒸馏水溶，构成分散相水相；通氮气30min，将油相加热到35℃，然后将水相加入其中，搅拌二十分钟，将温度升高到65℃，0.0164g的APS，在氮气保护下进行聚合，8小时后结束反应，得到透明交联微球将微球滤出，石油丙酮，50℃下真空干燥。 HEMA / NVP /MA交联微球的制备过程图示如下 图1 三元聚合物交联微球HEMA/NVP/MBA的制备反应 Fig 1 Preparation reaction of tripolymer microspherer HEMA/NVP/MBA 1.3 考察各种因素对微球粒径的影响 在改变搅拌速度、油水相比例（V/V）、联剂用量等条件下分别进行了微球制备考察了。/HEMA/MBA交联微球的表征 用KBr压片法测定产物的红外吸收光谱，表征其化学结构；使用扫描电子显微镜（SEM）观察微球的形貌与粒径分布情况；用带有测微尺的光学显微镜测定微球的粒径，按下式计算微球的平均直径（）： （1） 2 结果与讨论 2.1 交联微球的表征图1是交联微球的谱图谱图中1270cm-1和1684cm-1分别为NVP链节的C-N键和羰基C=O的1730cm-1和3444cm-1分别为HEMA链节的酯羰基C=O和β羟基O-H的特征峰C=O和N-H键的特征吸收峰。上述表明， NVP与HEMA及MBA发生了交联共聚合反应，生成了三元交联微球NP/HEMA/MBA。 图 2 共聚微球的红外光谱图 Fig 2 FTIR spectrum of copolymer microsphere 2.2 扫描电镜观察微球外观形