《Fe3O4@P（AA-MMA-VPBA）磁性复合高分子微球的制备》》-毕业论文.docVIP

Fe3O4@P（AA-MMA-VPBA）磁性复合高分子微球的制备 摘 要 磁性高分子微球的研究起源于70年代，是指运用一定的方法使有机高分子与无机磁性物质结合起来形成的具有一定磁性及特殊结构的微球。它兼具高分子的众多特性和磁性物质的磁响应性，在细胞工程学、免疫学、医学、航空、电子等众多领域应用广泛。由于Fe3O4磁性粒子易被氧化，难以保持高磁响应性，所以本实验采用油酸对Fe3O4磁性粒子进行表面修饰。实验以油酸包裹的Fe3O4磁性粒为核，丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、4-乙烯基苯硼酸为单体、BPO和KPS为引发剂、十二烷基硫酸钠为稳定剂，采用微乳液聚合的方法，制备出Fe3O4/P（AA-MMA-VPBA）磁性复合聚合物微球；并通过添加采用SEM、IR、TG技术对所得的微球进行表征，分析搅拌速度对微球性能的影响，得出：转速为648rpm时微球性能较好，比表面积大，粒径较小。 关键词：磁性高分子微球 微乳液聚合 丙烯酸 4-乙烯基苯硼酸 1 绪论 1.1磁性微球简介 高分子微球的起源非常悠久，最早的天然高分子微球来自天然的橡胶树的树液，被称为乳胶。也许由于这个原因，最早的合成高分子微球被应用于橡胶制品或橡胶制品的添加剂，这些高分子微球都是由具有弹性的聚合物组成，如聚丁二烯、聚异戊二烯等。以后，随着微球制备技术的发展，聚合物微球又开始被应用于涂料、纸张的表面加工、胶粘剂、塑料添加物、建筑材料等领域。近十几年来，由于高分子微球应用领域又从以往的一般工业应用发展到高尖端技术领域，如医疗和医药领域、生物化学领域和电子信息领域等。在高分子微球应用方面，传统应用领域的产品得到进一步提升，如在涂料应用领域，产品的结构已经从大众化走向个性化，即品种多样化和少量化，但附加价值较高。复合高分子微球又称核壳高分子微球，是制备共混高聚物的一种新技术，它是材料科学发展的重要方向，现已从宏观的聚合物共混物发展到亚微观的复合高分子材料[1]。近年来，通过复合技术制备复合材料以及对复合型微球的研究十分活跃。其中，核壳结构微球聚合物尤其令人感兴趣。核壳结构微球聚合物属于异种高分子聚合微球，是由性质不同的两种或多种单体分子在一定条件下进行聚合，即种子聚合或多阶段聚合，一般以先聚合的材料为中心，后形成的聚合物为外层，使微球粒子的内侧和外侧分别富集不同种成分，通过核壳的不同组合，得到不同形态的非均微球，从而可赋予核、壳各不相同的功能，可获得一般无规共聚物、机械共混物难以具有的优异性能。磁性高分子微球的研究开始于70年代，是指运用一定的方法使有机高分子与无机磁性物质结合起来形成的具有一定磁性及特殊结构的微球[2]。传统的磁性材料必须经过高温冶炼才可以应用，而且密度大，精密加工很困难，在加工过程中磁损耗较多，而磁性能高分子微球则可以克服这些缺点。所以，球形聚合物磁性微粒的合成和研究是近几十年来高分子科学中一个新的研究领域，微米级颗粒度均匀的聚合物微球，作为功能高分子材料，在分析化学、生物化学、免疫医学、标准计量以及某些高新技术领域中有着广泛的用途[3]。 1.1.1磁性微球的结构 依据文献，目前研究的磁性微球可分为A、B、C、D四类[4]。如图示A类微球是以磁性材料为核高分子材料为壳的核/壳式结构，B类是以高分子材料为核磁性材料为壳层的壳/核式结构,C类微球式内、外层皆为高分子材料中间层为磁性材料的夹心式结构，D类为磁性纳米粒子镶嵌于聚合物中的混合式结构。 A B C D 核/壳式 壳/核式 夹心式 混合式 （灰色部分代表高分子材料，黑色部分代表磁性材料） 通常，磁性高分子微球磁核常用的磁性材料主要包括铁、钴、镍、羟基铁、磁铁矿、正铁酸盐、金属合金等，但由于金属镍、钴磁性纳米材料有致癌作用，所以不宜采用。作为磁核，要求粒径小，平均直径一般为10~30 nm，这样既有利于与高分子材料结合，又具有超顺磁性。对于注入体内的磁性纳米粒子要求能够通过肝、脾及骨髓，能够从人体中安全代谢排出体外，或者可以参加体内血红蛋白的合成。Fe3O4磁性纳米粒子或磁流体因制备工艺简单，性质稳定，磁响应性强，颗粒纯度较高，而且铁磁流体或纳米粒子注入体内后，不会引起人体中毒，而成为磁性高分子微球磁核的首选[5]。无修饰的 Fe3O4纳米粒子具有高比表面能，加之粒子间偶极矩作用易团聚，因而分散性差，在实际的应用中难以发挥自身的特殊磁性能。Fe3O4在空气中或氧化环境中易氧化成 γ–Fe2O3，难以保持高磁响应性，因而表面功能化修饰起到相当重要的作用[6]。 将二价