[发明专利]一种磁性聚苯乙烯微球及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种磁性聚苯乙烯微球及其制备方法和应用，所述磁性聚苯乙烯微球的制备原料包括油酸改性四氧化三铁磁性纳米粒子、复配乳化剂、引发剂、交联剂、苯乙烯单体、丙烯酸单体和甲基丙烯酸甲酯单体的组合；本发明所提供的磁性聚苯乙烯微球通过选用上述原料互相搭配，并选择微流控的制备工艺，使制备得到的磁性聚苯乙烯微球具有粒径尺寸可调和单分散性优越的优势，可作为制备光子晶体材料的构筑单元，并具有外界相应光子晶体的特性以及磁驱动性能。

技术领域

本发明属于高分子微球技术领域，具体涉及一种磁性聚苯乙烯微球及其制备方法和应用。

背景技术

众所周知，材料是当代科学与技术的三大支柱之一。其中，高分子微球材料是材料领域中充满活力的新秀，以其原料来源丰富、种类繁多，功能广泛等优点，不仅成为发展高科技新型材料及满足各种特殊用途的专用功能材料，而且被广泛应用于高科技先进技术、国防建设和国民经济的各个领域，成为人们社会生活中不可缺少的材料。

高分子微球的直径从纳米级至微米级，具有球形或其它几何形状，主要包括实心、空心、多孔等形态，可以根据实际需求选择不同类型的高分子微球。高分子微球不但可以作为微存储器、微反应器，而且也可以作为微分离器及微结构单元，来赋予微球材料不同的物理、化学特性，扩展高分子微球的应用领域。根据高分子微球的功能可以分为微胶囊、复合微球、磁性微球及导电性微球等；其中，磁性高分子微球不但具有高分子微球的众多特性，同时还具有磁响应性，在外加磁场的作用下可以实现快速分离及定位；通过聚合反应在聚合物微球表面引入不同作用的官能团，赋予微球不同的功能，磁性高分子微球可以与药物、酶、抗原、抗体、各种靶细胞、DNA或RNA、金属粒子及有机物等结合。它们借助于范德华力、氢键、配位键、分子间静电作用等作用力，牢牢地束缚在磁性金属氧化物晶体表面，形成坚实的球状结构。因此，磁性高分子微球在靶向药物、酶固定、细胞快速分离、生物医学等方面有着广阔的应用前景。

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材料。CN103223322A公开了一种纳米银和巯基共修饰磁性微球的制备方法，包括以下步骤：(1)Fe₃O4磁性微球的制备；(2)SiO₂包裹Fe₃O₄磁性微球的制备；(3)巯基修饰SiO₂包裹Fe₃O4磁性微球的制备；(4)纳米银和巯基共修饰SiO₂包裹Fe₃O₄磁性微球的制备。该发明通过采用硅烷偶联剂对纳米Fe₃O₄进行包裹，利用二氧化硅的安全及稳定性来提高其稳定性和耐酸碱性；在其表面通过化学反应引进功能巯基基团，获得了一种新型改性磁性纳米颗粒。但是，这种制备方法工艺较为复杂，且进一步制备得到的微球的尺寸不可调节且分散性较差，不利于工业化快速发展。

因此，开发一种尺寸可调且单分散性能优越的磁性聚苯乙烯微球，是本领域急需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种磁性聚苯乙烯微球及其制备方法和应用，通过制备原料的特定选择和微流控的制备工艺，使得最终得到的磁性聚苯乙烯微球具有粒径尺寸可调和单分散性能优越的特点，可作为制备光子晶体材料的构筑单元，并具有外界相应光子晶体的特性以及磁驱动性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种磁性聚苯乙烯微球，所述磁性聚苯乙烯微球的制备原料包括油酸改性四氧化三铁磁性纳米粒子、复配乳化剂、引发剂、交联剂、苯乙烯单体、丙烯酸单体和甲基丙烯酸甲酯单体的组合。