磁型磁性聚合物微球的功能化亲水修饰方法技术

本发明专利技术涉及聚合物加工技术领域，且公开了磁型磁性聚合物微球的功能化亲水修饰方法,包括直接修饰和间接修饰两种技术方案，其中：直接修饰工艺是指在磁性聚合物微球表面螯合羧基疏水型长链分子，然后用氨基功能性的亲水聚合物分子进行吸附和交联，形成氨基功能化的亲水磁性聚合物微球；间接修饰工艺是将磁性聚合物微球进行硅烷偶联剂或者聚合物壳层修饰之后，壳层上继续进行功能性亲水聚合物吸附和交联，形成相应功能化的亲水磁性聚合物微球。该磁型磁性聚合物微球的功能化亲水修饰方法，通过直接或者间接的方式修饰

【技术实现步骤摘要】
磁型磁性聚合物微球的功能化亲水修饰方法


[0001]本专利技术涉及聚合物加工
，具体为磁型磁性聚合物微球的功能化亲水修饰方法。

技术介绍

[0002]目前文献资料以及现有技术方案未能简单、大规模地进行磁性聚合物微球的表面功能化亲水修饰，核壳型的磁性聚合物微球的表面修饰均采用硅烷偶联剂或包覆聚合物壳层进行修饰，修饰后微球的亲水性较差，功能性配基含量较低，通常还大大增加了微球的非特异性吸附，因此本专利技术提供了磁型磁性聚合物微球的功能化亲水修饰方法。

技术实现思路

[0003](一)解决的技术问题
[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了磁型磁性聚合物微球的功能化亲水修饰方法，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005](二)技术方案
[0006]为实现以上目的，本专利技术提供如下技术方案：磁型磁性聚合物微球的功能化亲水修饰方法，包括直接修饰和间接修饰两种技术方案，其中：直接修饰工艺是指在磁性聚合物微球表面螯合羧基疏水型长链分子，然后用氨基功能性的亲水聚合物分子进行吸附和交联，形成氨基功能化的亲水磁性聚合物微球；间接修饰工艺是将磁性聚合物微球进行硅烷偶联剂或者聚合物壳层修饰之后，壳层上继续进行功能性亲水聚合物吸附和交联，形成相应功能化的亲水磁性聚合物微球。
[0007]优选的，所述内核为聚苯乙烯微球、交联聚苯乙烯微球、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚甲基丙烯酸甲酯微球等聚合物微球，其粒径可以为几百纳米到几十微米。此类聚合物微球可以通过悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合粉碎法与分散聚合来制备。
[0008]优选的，采用的磁性聚合物微球，是在权1中选取的微球基础上包覆磁性纳米粒子，以聚合物微球为核，磁性粒子为壳。优选的磁性纳米粒子为四氧化三铁(Fe3O4),其中包覆的磁性粒子可为几纳米到几十纳米之间，这种方法操作较为简单，易于制备。
[0009]优选的，直接工艺所采用的疏水性螯合分子为带有羧基的长链烷基分子，如油酸、十一烷酸等长链烷基羧酸，优选的采用油酸进行修饰，形成油酸螯合的疏水型聚合物微球后，再进行亲水性修饰，所采用的亲水型聚合物分子是带有大量氨基的亲水聚合物分子，如聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、琥珀酰胺等氨基亲水性聚合物分子，优选地采用聚乙烯亚胺作为亲水修饰分子，将聚乙烯亚胺溶液与疏水修饰微球混合吸附后加入交联剂进行交联，形成氨基功能化的亲水聚合物微球。
[0010]优选的，所述可以将氨基功能性的亲水磁性聚合物微球转化成羧基功能性的磁性聚合物微球，采用过量的羧基功能性的亲水聚合物与氨基功能性的亲水磁性聚合物微球混合吸附后加入交联剂进行交联，得到羧基功能性亲水聚合物微球。同样地，可以再次将羧基
功能性亲水聚合物微球与过量的氨基功能性亲水聚合物分子混合吸附与交联，恢复成氨基功能性的亲水磁性聚合物微球，但是表面氨基配基含量成几倍到几十倍增加。
[0011]优选的，所述由于权2中制备好的磁性微球，其表面疏水性较强对蛋白质等生物大分子存在非特异性吸附，在实际应用中会使生物大分子产生不可逆吸附而变性失活。故将制备好的磁性微球为对象，对其进行表面修饰改性。可以通过油酸、硅烷偶联剂、正硅酸四乙酯等进行修饰，在微球表面引入功能性基团，使微球反应活性增加，可以参与某些具特殊要求的反应，拓展了微球应用的广度和深度。
[0012]优选的，所述通过乳液聚合法将含有亲水改性基团的单体一种或几种，在引发剂存在的条件下，通过链引发自由基反应，共聚到3中修饰后的磁性聚合物微球表面，形成壳层包覆的亲水性磁性聚合物微球。壳层的厚度可以通过单体的投入量，反应时长来控制。含有亲水改性基团的单体为甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸(MAA)、N
‑
乙烯吡咯烷酮(NVP)等；引发剂可以为偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧化二苯甲酰(BPO)等。优选地，引发剂选用偶氮二异丁腈(AIBN)。
[0013]优选的，所述由于壳层包覆后的磁性聚合物微球表面亲水基团羧基(
‑
COOH)量还相对较少，本专利技术为了扩大微球表面的亲水基团配基含量，故用结构中存在大量胺基的水溶性高分子聚合物聚乙烯亚胺(PEI)通过共价接枝到微球表面，提高微球表面的功能性基团胺基(
‑
NH2)。继续用含有大量功能性基团羧基的聚丙烯酸(PAA)与微球表面胺基配基反应，形成同时含有功能性基团胺基和功能性基团羧基的磁性聚合物微球。功能性基团胺基和羧基的配比可以通过聚丙烯酸(PAA)的投入量来调控。
[0014]优选的，所述为了得到磁性聚合物微球表面只具有单一功能功能性基团羧基，尝试在表面微球修饰后封闭氨基的方法，用戊二醛或者乙二胺四乙酸对残余氨基进行封闭，进一步降低微球的非特异性吸附。
[0015](三)有益效果
[0016]与现有技术相比，本专利技术提供了磁型磁性聚合物微球的功能化亲水修饰方法，具备以下有益效果：
[0017]该磁型磁性聚合物微球的功能化亲水修饰方法，通过直接或者间接的方式修饰
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NH2或
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COOH功能性亲水聚合物，改善微球亲水性的同时引入大量官能基团，还起到保护微球表面磁成分的作用，大大降低了微球的非特异性吸附，无需硅烷偶联剂和聚合物壳层修饰，通过多层聚合物吸附交联的方式引入功能性的亲水聚合物，而且表面功能化的基团含量高，非特异性吸附低。此外，多层富含功能性基团的亲水性聚合物交联修饰的方式能够几倍到几百倍地增大微球表面的功能性配基含量。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]本专利技术提供技术方案：包括直接修饰和间接修饰两种技术方案，其中：直接修饰工艺是指在磁性聚合物微球表面螯合羧基疏水型长链分子，然后用氨基功能性的亲水聚合物
分子进行吸附和交联，形成氨基功能化的亲水磁性聚合物微球；间接修饰工艺是将磁性聚合物微球进行硅烷偶联剂或者聚合物壳层修饰之后，壳层上继续进行功能性亲水聚合物吸附和交联，形成相应功能化的亲水磁性聚合物微球。
[0020]1本专利技术中所用的聚合物微球可以为商业化聚合物微球，适用于内核为聚苯乙烯微球、交联聚苯乙烯微球、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚甲基丙烯酸甲酯微球等聚合物微球，其粒径可以为几百纳米到几十微米。此类聚合物微球可以通过悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合粉碎法与分散聚合来制备。
[0021]2本专利技术中采用的磁性聚合物微球，是在1中选取的微球基础上包覆磁性纳米粒子，以聚合物微球为核，磁性粒子为壳。优选的磁性纳米粒子为四氧化三铁(Fe3O4),其中包覆的磁性粒子可为几纳米到几十纳米之间，这种方法操作较为简单，易于制备。
[0022]3本专利技术中直接工艺所采用的疏水性螯合分子为带有羧基的长链烷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.磁型磁性聚合物微球的功能化亲水修饰方法，其特征在于：包括直接修饰和间接修饰两种技术方案，其中：直接修饰工艺是指在磁性聚合物微球表面螯合羧基疏水型长链分子，然后用氨基功能性的亲水聚合物分子进行吸附和交联，形成氨基功能化的亲水磁性聚合物微球；间接修饰工艺是将磁性聚合物微球进行硅烷偶联剂或者聚合物壳层修饰之后，壳层上继续进行功能性亲水聚合物吸附和交联，形成相应功能化的亲水磁性聚合物微球。2.根据权利要求1所述的磁型磁性聚合物微球的功能化亲水修饰方法，其特征在于：所述内核为聚苯乙烯微球、交联聚苯乙烯微球、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚甲基丙烯酸甲酯微球等聚合物微球，其粒径可以为几百纳米到几十微米。此类聚合物微球可以通过悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合粉碎法与分散聚合来制备。3.根据权利要求1所述的磁型磁性聚合物微球的功能化亲水修饰方法，其特征在于：采用的磁性聚合物微球，是在权1中选取的微球基础上包覆磁性纳米粒子，以聚合物微球为核，磁性粒子为壳。优选的磁性纳米粒子为四氧化三铁(Fe3O4),其中包覆的磁性粒子可为几纳米到几十纳米之间，这种方法操作较为简单，易于制备。4.根据权利要求1所述的磁型磁性聚合物微球的功能化亲水修饰方法，其特征在于：直接工艺所采用的疏水性螯合分子为带有羧基的长链烷基分子，如油酸、十一烷酸等长链烷基羧酸，优选的采用油酸进行修饰，形成油酸螯合的疏水型聚合物微球后，再进行亲水性修饰，所采用的亲水型聚合物分子是带有大量氨基的亲水聚合物分子，如聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、琥珀酰胺等氨基亲水性聚合物分子，优选地采用聚乙烯亚胺作为亲水修饰分子，将聚乙烯亚胺溶液与疏水修饰微球混合吸附后加入交联剂进行交联，形成氨基功能化的亲水聚合物微球。5.根据权利要求1所述的磁型磁性聚合物微球的功能化亲水修饰方法，其特征在于：所述可以将氨基功能性的亲水磁性聚合物微球转化成羧基功能性的磁性聚合物微球，采用过量的羧基功能性的亲水聚合物与氨基功能性的亲水磁性聚合物微球混合吸附后加入交联剂进行交联，得到羧基功能性亲水聚合物微球。同样地，可以再次将羧基功能性亲水聚合物微球与过量的氨基功能性亲水聚合物分子混合吸附与交联，恢复成氨基功能性的亲水磁性聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王济凯，石功名，
申请(专利权)人：南京艾迪迈科技有限公司，
类型：发明
国别省市：