一种增大聚合物微球粒径的方法技术

本发明专利技术涉及一种增大聚合物微球粒径的方法，包括有以下步骤：１）将阴离子型或阳离子型小粒径单分散聚合物微球、阳离子型或阴离子型大粒径单分散聚合物微球和去离子水加入反应器中，室温下不断搅拌至分散均匀形成乳液；２）然后使用ＮａＯＨ溶液调节乳液ｐＨ值，继续搅拌；３）缓慢升温，继续搅拌，出料，用去离子水反复洗涤三次，即可。本发明专利技术具有如下优点：１）所制得的单分散大粒径型聚合物微球粒径为０．５－５０μｍ；２）反应速度快，对工艺条件要求简单，制备的微球单分散性好；３）可以在同一微球进行多次包覆，形成多层壳，并可根据配方控制微球粒径；４）通过配方的改变可以控制微球表面电荷的正负性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微球材料领域，特别涉及。技术背景目前人们已开发制备了一系列具有不同分子量、不同结构、不同表面特性及功能的大粒 径单分散高聚物微球，在美国、日本、英国等发达国家已进行了商业生产。并广泛应用于化 学化工、化学建材、医药卫生和标准计量等许多领域。大粒径单分散高聚物微球最早用作标准计量基准物质，可用作电子显徽镜、光学显微镜 等仪器的标准粒子，并用于胶体体系和聚合物乳液的研究以及半透膜孔径的测量等。在化学 工业中，具有多孔性的大粒径单分散高聚物微球用作催化剂载体，其催化活性高，副反应少， 选择性好，并且易于回收，可反复使用。在分析化学中用作高教液相色谱柱填料，可大大提 高分离效率，改善流动性，并可通过改变微球表面功能团，制备具有特殊性能的填料。在化 学建材工业领域，大粒径单分散高聚物微球用作高档涂料和油墨的添加剂，能显著提髙其遮 盖力，改善色泽。大粒径单分散高聚物微球在医学领域的应用日益广泛，在临床上可用于药 物缓释、癌症诊断、细胞标记等，在卫生防疫方面用于放射免疫固相载体及免疫吸收等。单分散、大粒径、具有不同分子量、颗粒形态及表面特征的聚合物微球在标准计量、情 报信息、分析化学、医学免疫及生物化学等许多科学领域中，尤其是在某些高新
中 有着广阔的应用前景。目前对其合成及应用的进一步开发已成为高分子科学领域里的一个研 究热点，对其理论研究也在逐步深化，预计近期还会有更大的发展和创新。合成既具有大的颗粒直径又具有单分散性的聚合物微球难度很大，其反应条件非常苛 刻，制备工艺复杂、繁琐，反应控制要求异常严格。Vanderhoff等人曾在宇宙飞船上失重条 件下用种子乳液聚合法制成了粒径为2-30ix m的单分散聚苯乙烯微球，其中10-30ii迈的样 品已被美国国家标准局收藏，但毕竟其成本太高，接近l亿美元/kg,比黄金还要贵5000倍, 而且这样的条件在地面上不易获得，故该项技术难以普及推广。如何在地球表面的通常条件 下制备出大粒径、单分散聚合物微球是为研究者提出的重要课题。制备聚合物微球的传统方法是乳液聚合法和悬浮聚合法。前者只能制备小于0.5lim的 颗粒，而用后者制成的聚合物微球粒径则在100-1000um之间，且是多分散性的。后来人们 采用无皂或低皂(〈临界胶束浓度CMC)乳液聚合法制成了粒径接近lum的单分散聚合物微 球，但对许多应用来说，粒径仍然太小。70年代以来，国内外学者开发出多种行之有效的合 成聚合物微球的新技术，其中最重要的是分散聚合法和溶胀法，用这些方法根据需要可以制成不同粒径级别(1-100 P m)且具有单分散性的聚合物微球。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是针对上述现有技术而提出，通 过该法合成的聚合物微球粒径范围在0. 5-50u m。本专利技术为解决上述提出的问题所采用解决方案为 ，其 特征在于包括有以下步骤(1) 将质量比为0.1-0.5: 0.1-1: 15-25的阴离子型或阳离子型小粒径单分散聚合物 微球、阳离子型或阴离子型大粒径单分散聚合物微球和去离子水加入到反应器中，室温下不 断搅拌至分散均匀形成乳液；(2) 然后使用lmol/L的NaOH溶液调节乳液pH值到7-8之间，继续搅拌2-3小时；(3) 缓慢升温至80-90'C，继续搅拌3-6小时，出料，用去离子水反复洗涤三次，即可 获得粒径范围在0. 5-50 U m的单分散大粒径聚合物微球。所述的阳离子型小粒径单分散聚合物微球为P(MMA-DMDMC) 、 P(St-DMDMC) 、 P(MMA-QDM) 或P(St-QDM)。所述的阳离子型大粒径单分散聚合物微球为P(MMA-DMDMC) 、 P(St-DMDMC) 、 P(MMA-QDM) 或P(St-QDM)。所述的阴离子型小粒径单分散聚合物微球为P(MMA-M)、 P(St-M)、 P(MMA-MAA)或 P(St-MAA)。所述的阴离子型大粒径单分散聚合物微球为P(MMA-M)、 P(St-AA)、 P(MMA-MAA)或 P(St-MAA)。所述的阴离子型或阳离子型小粒径单分散聚合物微球粒径大小为0.01-1 ix m。 所述的阳离子型或阴离子型大粒径单分散聚合物微球粒径大小为1-50 u m。 本专利技术以阴、阳离子型单分散聚合物微球作为基材，利用静电吸引，将小粒径的阴(阳) 离子聚合物微球吸附到较大的阳(阴)离子聚合物微球的表面，形成外表面较为粗糙的微球 聚集体，加热至小粒径微球的玻璃化温度以上，使其凝结成连续层，整个微球体系的表面随 着加热时间的延长而变得光滑，最终制得核壳结构微球并使微球粒径增大。 本专利技术具有如下优点(1) 所制得的单分散大粒径型聚合物微球粒径为0. 5-50u m;(2) 反应速度快，对工艺条件要求简单，制备的微球单分散性好；(3) 根据表面电荷的性质，可以在同一微球进行多次包覆，形成多层壳，并可根据配 方控制微球粒径；(4) 通过配方的改变可以控制微球表面电荷的正负性。具体实施方式实施例l将0.33克阴离子型单分散P(MMA-M)微球(0.25iim)， 0.67克阳离子型单分散 P(MMA-DMDAAC)微球(1.7ixm)和19克去离子水加入到反应器中，室温下不断搅拌至分散均 匀，使用lmol/L的NaOH溶液调节乳液pH值到8，继续搅拌2小时。缓慢升温至85'C，继 续搅拌4小时，出料，用去离子水反复洗涤三次即可获得粒径约为2um表面带负电荷的聚合物微球。 实施例2将0.5克阳离子型单分散P(MMA-DMDMC)微球(0.25ixm)， 0.67克阴离子型单分散 P(MMA-M)微球(1.7nm)和19克去离子水加入到反应器中，室温下不断搅拌至分散均匀， 使用lmol/L的NaOH溶液调节乳液pH值到8，继续搅拌2小时。缓慢升温至85C继续搅 拌4小时，出料，用去离子水反复洗涤三次即可获得粒径约为2um表面带正电荷的聚合物 微球。实施例3将0.33克阴离子型单分散P(St-M)微球(0.5um), 0.67克阳离子型单分散 P(MMA-DMDMC)微球(3.5um)和19克去离子水加入到反应器中，室温下不断搅拌至分散均 匀，使用lmol/L的Na0H溶液调节乳液pH值到8，继续搅拌2小时。缓慢升温至85'C，继 续搅拌5小时，出料，用去离子水反复洗涤三次即可获得粒径约为4ixm表面带负电荷的聚合物微球。 实施例4将0. 33克阳离子型单分散P(St-DMDAAC)微球(O. 5 u迈)，0. 67克阴离子型单分散P(St-M) 微球(3. 5u m)和19克去离子水加入到反应器中，室温下不断搅拌至分散均匀，使用lmol/L 的NaOH溶液调节乳液pH值到8，继续搅拌2小时。缓慢升温至80'C,继续搅拌4小时，出 料，用去离子水反复洗涤三次即可获得粒径约为4um表面带正电荷的聚合物微球。实施例5将0.5克阴离子型单分散P(St-M)微球(0.15um), 0.67克阳离子型单分散 P(MMA-DMDMC)微球(2.5um)和19克去离子水加入到反应器中，室温下不断搅拌至分散均 匀，使用lmol/L的Na0H溶液调节乳液pH值到8，继续搅拌2小时。缓慢升温至85'C，继 续搅拌4小时，出料，用去离子水反复洗涤三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增大聚合物微球粒径的方法，其特征在于包括有以下步骤：（１）将质量比为０．１－０．５∶０．１－１∶１５－２５的阴离子型或阳离子型小粒径单分散聚合物微球、阳离子型或阴离子型大粒径单分散聚合物微球和去离子水加入到反应器中，室温下不断搅拌至分散均匀形成乳液；（２）然后使用１ｍｏｌ／Ｌ的ＮａＯＨ溶液调节乳液ｐＨ值到７－８之间，继续搅拌２－３小时；（３）缓慢升温至８０－９０℃，继续搅拌３－６小时，出料，用去离子水反复洗涤三次，即可获得粒径范围在０．５－５０μｍ的单分散大粒径聚合物微球。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周爱军，朱仕惠，汪宝林，刘端，杨鹏，张玉婷，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]