一种双分散反相悬浮聚合制备微球的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双分散反相悬浮聚合制备微球的方法及装置，采用搅拌的方式进行第一次分散，利用水相和油相体积比及搅拌速度确定微球粒径，采用重力沉降的方式进行第二次分散，不需要加入分散剂即可有效避免反应中后期由于搅拌使微球碰撞而产生粘连，从工艺和设备上解决了反应体系的不稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双分散反相悬浮聚合制备微球的方法及装置，属于功能高分子微球制备

技术介绍
高分子微球材料的研究和应用近年来发展非常迅速，由于其特殊的尺寸和形貌，高分子微球具备其他材料所不具备的特殊功能。广泛应用于药物载体、石油开采、日用化工、环境保护和食品加工等领域。反相悬浮聚合是制备吸水微球的比较成熟的方法。它是将水溶性单体(或其水溶液)在表面活性剂存在下分散于连续介质一油相中进行聚合的方法。该方法具有反应条件温和，副反应少等优点，且在传热、搅拌等问题上较之本体聚合和水溶液聚合更有优势，因此在水溶性单体聚合中得到了广泛的应用。由于反相悬浮聚合体系不稳定，学者们(CN102408505)通过选择合适的分散剂和增稠剂来增加反应体系的稳定性，并对工艺条件进行严格控制，但还是容易发生结块和粘釜现象，没有从工艺和设备上去真正解决。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种双分散反相悬浮聚合制备微球方法及制备装置，无需分散剂和增稠剂即可解决微球粘连及粘釜，且制备装置结构简单，占地面积小，生产效率高。本专利技术是这样实现的:一种双分散反相悬浮聚合制备微球的方法，在冰水浴或5-10° C冷水浴中，将亲水性单体、交联剂和引发剂溶于蒸馏水中，配置成水相的反应体系，所述的交联剂加量为亲水性单体总质量的0.025 % 1% ;所述的引发剂加量为亲水性单体总质量的0.25% 4% ;所述的蒸馏水质量为单体总质量的3 10倍；在5-10° C冷水浴中将水相的反应体系滴加到油相分散介质中，水相的反应体系体积占油相分散介质体积的2% 30%，边滴加边搅拌，搅拌速率为100 600r/min，滴加结束后，继续搅拌5_10min，使水相的反应体系分散在油相分散介质中形成第一次第一次分散体系；将上述分散体系注入到装有提前被加热到反应温度的分散介质的反应釜体中，所述的分散介质体积为分散体系体积的4 15倍，依靠重力使微球缓慢沉降进行第二次分散，防止反应过程中剧烈的搅拌使微球碰撞粘连，反应温度40°C 80°C，反应时间2 8h ;反应结束后，打开阀门，并用筛网将微球和分散介质分离，然后将微球洗净、烘干。所述的方法，所述油相分散介质为蓖麻油或菜籽油或豆油或玉米油或花生油。所述的方法，所述反应釜体高度2 10m。所述的方法,所述反应爸体内径5 30cm。所述的方法，所述反应釜体材质为聚乙烯或聚氯乙烯或聚丙烯。应用于上述任一所述的方法中的装置，包括冷却管(11)、加热管(12)、保温层(13)、反应釜体(17)，冷却管(11)和加热管(12)交错缠绕在反应釜体(17)外部，通过冷却和加热快速改变反应温度；所述反应釜体(17)材质为聚乙烯或聚氯乙烯或聚丙烯；所述反应釜体(17)高度2 IOm ;所述反应釜体(17)内径5 30cm。本专利技术提出的双分散反相悬浮聚合制备微球方法及制备装置，采用搅拌的方式进行第一次分散，利用水相和油相体积比及搅拌速度确定微球粒径，采用重力沉降的方式进行第二次分散，不需要加入分散剂即可有效避免反应中后期由于搅拌使微球碰撞而产生粘连，从工艺和设备上解决了反应体系的不稳定。附图说明图1为制备装置釜体结构示意图(纵剖图)；图2为微球样品I的SEM图。图3为微球样品2的SEM图I温控器、2温度传感器、3冷却水出口端、4电源端I，5电源端11，6冷却水进口端、7支架，8底座、9阀门、10固定轴、11冷却管、12加热管、13保温层、14釜体外壳、15弯接头、16釜盖、17反应釜体；具体实施例方式以下结合具体实施例，对本专利技术进行详细说明。实施例1:将20g丙烯酰胺、0.16g过硫酸钾和0.04g亚硫酸氢钠(氧化还原引发剂)、0.04gN，N—亚甲基双丙烯酰胺(交联剂)在10°C冷水浴中溶于120g蒸馏水中，配成反应体系(水相)。取I体积份反应体系，滴加到10体积份玉米油(油相)中，在10°C冷水浴中搅拌5min，搅拌速度为200r/min，使反应体系在玉米油中分散成一定粒径的液滴，形成分散体系。搅拌结束后，打开釜盖16，将分散体系注入盛有提前加热至50°C的70体积份玉米油(用来沉降分散)的反应釜体17中，反应釜体17内径5cm，高度2.5m，可以为微球提供足够的沉降距离，保证反应时间，反应釜体17材质为聚乙烯，这种非极性材料可以防止亲水微球粘附釜壁。关闭釜盖16，连好温度传感器2，打开温控器1，温度设置为50°C，通过加热管12对反应爸体17加热,维持反应温度,反应体系液滴边沉降边反应,反应3小时后,打开冷却水进口端6，冷却水进入缠绕在反应釜体17周围的冷水管11中，将反应釜体17冷却至室温后，打开釜盖16，打开阀门9，用400目的筛网滤出微球，然后将反应釜体17旋转90°进行清洗。将微球洗净、烘干，所得记为样品1，如图2所示，从图中可以看出，微球无粘连，粒径较均一，平均粒径为40 μ m。实施例2:将20g丙烯酰胺、0.16g过硫酸钾和0.04g亚硫酸氢钠(氧化还原引发剂)、0.04gN，N—亚甲基双丙烯酰胺(交联剂)在冷水浴中溶于120g水中配成反应体系，取反应体系1.5份,加入10份玉米油中，在冷水浴中搅拌5min,搅拌速度为250r/min。搅拌结束后注入盛有70份玉米油的反应釜中，温度设置为50°C，反应3h，反应结束后，打开阀门，用400目的筛网滤除微球，并洗净、烘干，所得微球记为样品2，如图3所示，从图中可以看出，微球无粘连，粒径较均一，平均粒径为50 μ m。 对比图2和图3可知，当水相与油相体积比及搅拌速率不同时，所得微球粒径也不同。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发 明所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双分散反相悬浮聚合制备微球的方法，其特征在于，在冰水浴或5?10°C冷水浴中，将亲水性单体、交联剂和引发剂溶于蒸馏水中，配置成水相的反应体系，所述的交联剂加量为亲水性单体总质量的0.025%～1%；所述的引发剂加量为亲水性单体总质量的0.25%～4%；所述的蒸馏水质量为单体总质量的3～10倍；在5?10°C冷水浴中将水相的反应体系滴加到油相分散介质中，水相的反应体系体积占油相分散介质体积的2%～30%，边滴加边搅拌，搅拌速率为100～600r/min，滴加结束后，继续搅拌5?10min，使水相的反应体系分散在油相分散介质中形成第一次分散体系；将上述分散体系注入到装有提前被加热到反应温度的分散介质的反应釜体中，所述的分散介质体积为分散体系体积的4～15倍，依靠重力使微球缓慢沉降进行第二次分散，防止反应过程中剧烈的搅拌使微球碰撞粘连，反应温度40℃～80℃，反应时间2～8h；反应结束后，打开阀门，并用筛网将微球和分散介质分离，然后将微球洗净、烘干。

【技术特征摘要】
1.一种双分散反相悬浮聚合制备微球的方法，其特征在于，在冰水浴或5-10° C冷水浴中，将亲水性单体、交联剂和引发剂溶于蒸馏水中，配置成水相的反应体系，所述的交联剂加量为亲水性单体总质量的0.025% 1% ;所述的引发剂加量为亲水性单体总质量的0.25% 4% ;所述的蒸馏水质量为单体总质量的3 10倍；在5-10° C冷水浴中将水相的反应体系滴加到油相分散介质中，水相的反应体系体积占油相分散介质体积的2% 30%，边滴加边搅拌，搅拌速率为100 600r/min，滴加结束后，继续搅拌5_10min，使水相的反应体系分散在油相分散介质中形成第一次分散体系；将上述分散体系注入到装有提前被加热到反应温度的分散介质的反应釜体中，所述的分散介质体积为分散体系体积的4 15倍，依靠重力使微球缓慢沉降进行第二次分散，防止反应过程中剧烈的搅拌使微球碰撞粘连，反应温度40°C 80...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳华杰，步玉环，郭胜来，王春雨，王银东，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：