[发明专利]一种聚苯乙烯-丙烯酸聚合物微球及其制备方法

说明书

本发明属于聚合物微球科学与应用领域，具体涉及一种聚苯乙烯‑丙烯酸聚合物微球及其制备方法。所述聚合物微球为：苯乙烯单体与丙烯酸单体通过无皂乳液聚合反应制备得到聚苯乙烯‑丙烯酸乳胶粒，将聚苯乙烯‑丙烯酸乳胶粒分散成乳液后，进一步用硅油沉积法制备得到聚苯乙烯‑丙烯酸聚合物微球。同传统的聚合物微球相比，本发明方法制备得到的聚苯乙烯‑丙烯酸聚合物微球具有粒径尺寸均一、粒径小、比表面积大、结构规整有序、吸附性强、凝聚作用大及表面反应能力强等特性，在生物化学、分析化学、免疫医学以及某些高新技术领域有着较大的应用潜力。

技术领域

本发明属于聚合物微球科学与应用领域，具体涉及一种聚苯乙烯-丙烯酸聚合物微球及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯(PS)微球是一类被广泛应用的制备光子晶体的材料，这是因为聚苯乙烯微球的制备方法简单，单分散性好，粒径可控；聚苯乙烯与无机氧化物在物理化学性质上的差异，使得用其作为模板去除非常容易；聚苯乙烯材料具有良好的力学性能，这使其在制备可调制光子晶体中有很好的应用。单分散纳米级聚苯乙烯-丙烯酸型聚合物微球所具有的形貌规则、粒径均一、良好的表面反应能力和易于功能化等优点，在免疫技术和疾病早期诊断等领域也具有很高的研究和应用价值。

聚苯乙烯-丙烯酸型聚合物微球有如上所述应用前景，然而现有技术存在诸多不足，存在制备纳米级聚苯乙烯-丙烯酸型聚合物微球使用的乳液聚合方法反应条件难控制，所制备的微球粒径不均匀一，空间矩阵排列不规整等诸多问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种聚苯乙烯-丙烯酸聚合物微球及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种聚苯乙烯-丙烯酸聚合物微球，其特征在于，苯乙烯单体与丙烯酸单体通过无皂乳液聚合反应制备得到聚苯乙烯-丙烯酸乳胶粒，聚苯乙烯-丙烯酸乳胶粒分散成乳液后，进一步用硅油沉积法制备得到。

上述方案中，所述丙烯酸单体与苯乙烯单体的摩尔比为1:20～50。

一种聚苯乙烯-丙烯酸聚合物微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)聚苯乙烯-丙烯酸乳胶粒的制备：将苯乙烯和丙烯酸混合，充分搅拌混合均匀后，加入乳化剂进行预乳化，随后缓慢升高温度，滴加引发剂，进行无皂乳液聚合反应，反应结束后，将产物进行离心水洗，得到聚苯乙烯-丙烯酸乳胶粒；

(2)聚苯乙烯-丙烯酸乳胶粒分散于水中得到单分散聚苯乙烯-丙烯酸乳液，将单分散聚苯乙烯-丙烯酸乳液加入到疏水硅油中，经过搅拌，乳液逐渐形成小液滴，升高温度进行硅油沉积反应，反应结束后，过滤取沉淀，沉淀经清洗、真空干燥后，得到聚苯乙烯-丙烯酸聚合物微球。

上述方案中，步骤(1)所述苯乙烯和丙烯酸混合的温度为0℃～40℃。

上述方案中，步骤(1)中所述无皂乳液聚合反应为：温度从50℃升高到80℃的过程中，分批次滴加3份引发剂，随后温度升高至85℃，保温反应2h～3h后，再滴加4份引发剂，继续反应1h～2h。

上述方案中，步骤(1)中所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠和/或十二烷基磺酸钠。

上述方案中，步骤(1)中所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、或过氧化苯甲酰；引发剂与苯乙烯单体的质量比为0.003:1～0.02:1。

上述方案中，步骤(2)中所述单分散聚苯乙烯-丙烯酸乳液的固液比为0.5g～1g/100ml；所述单分散聚苯乙烯-丙烯酸乳液与疏水硅油的体积比1:100～200。

上述方案中，步骤(2)中所述硅油沉积反应的温度为60℃～80℃，反应时间为3h～6h。