一種采用溶脹共聚法制備的超順磁性高級功能聚合物單分散微球的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于聚合物化學領域、固相萃取(SPE)、磁性固相萃取(MSPE)和有機物分析技術領域，具體為涉及一種種子溶脹法制備超順磁性高級功能聚合物單分散微球。
【背景技術】
[0002]乙烯基吡咯烷酮和苯乙烯類單體共聚所得的固相萃取材料，由于同時具有親水性基團和憎水性基團，對各類極性、非極性化合物均具有良好吸附作用，其吸附能力較普通的C18鍵合硅膠優(yōu)良，可廣泛用于各種化合物的富集分離當中。但對于某些極微量的物質的富集分離工作，萃取材料跟富集體系的分離有時操作困難，容易導致目標分離物質丟失。
[0003]磁性微粒在微量物質的富集分離中，由于其擁有順磁性的特征，在實現(xiàn)對目標物質富集后，在外加磁場的作用下，可以很容易的實現(xiàn)其跟母液之間的分離，從而簡化或者解決了吸附目標物的萃取材料跟母液分離的難題。
[0004]本發(fā)明將二者結合，用提前經(jīng)雙鍵修飾過的磁性微球跟“苯乙烯類單體”和其它“乙烯類共聚單體”形成共聚，合成了一種擁有超順磁性的高級功能聚合物單分散微球，結構簡式:Fe304@PLS。所得產物粒徑均勻，形態(tài)和性能易于控制?？梢院芎玫膽糜趯μ囟ㄎ镔|的吸附，最大限度的保留目標分離物尤其是微量物質的富集和分離當中。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有吸附目標物的萃取材料跟母液分離的難題，實現(xiàn)對特定物質的吸附，最大限度的保留目標分離物尤其是微量物質的富集和分離，提供一種擁有超順磁性的高級功能聚合物單分散微球。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:一種采用溶脹共聚法制備的超順磁性高級功能聚合物單分散微球，是通過包括以下步驟的方法制備而得的:
(1)單分散種子微球的制備:將表面包裹了二氧化硅后的四氧化三鐵納米磁球Fe3O4OS12W入到乙醇和水的混合體系中，加入少量三乙胺，氮氣保護下加入含雙鍵基團的硅烷試劑，加熱至硅烷試劑水解溫度，至硅烷試劑與S1Jl硅羥基縮合反應完全，在外加磁場作用下將單分散種子微球與體系分離，分別用水和乙醇洗滌、干燥；
(2)種子溶脹共聚:
1、將制備的單分散種子微球懸浮在含有表面活性劑和穩(wěn)定劑的水溶液中，加入少量非質子性有機溶劑，氮氣除氧，快速攪拌均勻一段時間，形成穩(wěn)定乳液A ; I1、將單體、共聚單體和非質子性有機溶劑混合均勻，氮氣保護下緩慢加入到乳液A中，攪拌進行充分溶脹，形成乳液B ；
II1、向乳液B中加入引發(fā)劑后，將體系加熱至聚合溫度進行聚合至反應完全，反應完成后，在外加磁場作用下，將產物分離，用無水乙醇和丙酮反復超聲洗滌，低溫真空干燥得產物。
[0007]所述含雙鍵基團的硅烷試劑為甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯或乙烯基三甲氧基硅烷；所述單體為側鏈含苯環(huán)的烴類單體，具體為苯乙烯、二乙烯苯等；共聚單體為N-乙烯吡咯烷酮、丙烯酸酯或甲基丙烯酸甲酯等。
[0008]所述的穩(wěn)定劑為水溶性纖維素醚、聚乙烯基吡咯烷酮或羥丙基甲基纖維素；表面活性劑為陰離子、陽離子或非離子型表面活性劑等；所述的非質子性溶劑為甲苯、正庚烷、正己烷或液體石蠟等。
[0009]所述的弓I發(fā)劑位過氧化苯甲酰、過氧苯甲酸叔丁酯或偶氮二異丁腈等。
[0010]所述Fe304@Si(y9粒徑為 50nm ?2 μ m。
[0011]所述步驟(I)中硅烷試劑的水解溫度為50?80°C。
[0012]所述步驟⑴中的縮合反應時間為4?12小時。
[0013]所述步驟(2)第I步中種子微球、表面活性劑、穩(wěn)定劑、水、非質子性有機溶劑的重量百分比為:(1.2 ?1.8):(4 ?6): (0.8 ~ 1.2): (560 ?840): (8 ?12);第 II 步和III中，單體、共聚單體、非質子性有機溶劑和引發(fā)劑的重量百分比為:(4.5?7.5):(4?6):(7 ?11): (0.1 ?1.5)ο
[0014]所述步驟⑵第I步中攪拌時間的為3?20小時，制成的乳液不分層。
[0015]所述步驟⑵第II步中攪拌溶脹的時間為2?12小時，制成的乳液不分層。
[0016]本發(fā)明通過建立了一條“溶脹共聚法”制備了一種超順磁性高級功能聚合物單分散微球(結構簡式:Fe304@PLS)。所得磁性聚合物單分散微球粒徑均勻，呈現(xiàn)單分散，對極性和非極性物質都具有較好的吸附效果，且由于微球擁有了超順磁性，在外加磁場的作用下，可以更加方便的實現(xiàn)其跟富集母液的分離。
[0017]該磁性共聚微球可以應用于吸附各種化合物，尤其是針對微量化合物的提取、富集和凈化。因其自身帶有磁性，在吸附完目標化合物后，跟母液分離操作時帶來極大便利性。該產品可作為吸附劑應用在農殘檢測、藥物殘留檢測、人體內微量生物物質檢測等多個領域。該方法制備的磁性共聚微球的形態(tài)均一、性能穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0018]圖1是實施例的制備工藝流程圖。
[0019]圖2是實施例中起始原料Fe3O4OS12的掃描電鏡表征圖。
[0020]圖3是實施例中制備種子微球Fe3O4OMPS的掃描電鏡表征圖。
[0021]圖4是實施例中共聚產品Fe3O4OPLS的掃描電鏡表征圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結合具體實施例，對本發(fā)明作進一步說明。應理解，以下實施例僅用于說明本發(fā)明而非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0023]圖1是采用溶脹共聚法制備的超順磁性高級功能聚合物單分散微球的制備工藝流程圖。
[0024](I)單分散種子微球Fe3O4OMPS的制備:
向100mL三口瓶中加入375mL無水乙醇、125mL水和3g Fe3O4OS12，攪拌。氮氣保護，加入8mL氨水，攪拌均勻后，向體系中滴加1mL無水乙醇和8mL MPS的混合溶液，滴加完全畢后升溫至60°C，繼續(xù)攪拌反應過夜。將制備的Fe3O4OMPS通過外加磁場分離后，依次用去離子水清洗四次以除去氨水和鹽類雜質，再用乙醇清洗五次至液相澄清，用磁鐵將產物分離出后，干燥得產品。
[0025](2)種子溶脹共聚制備Fe3O4OPLS:
向2000mL三口燒瓶中，加入700mL去離子水，通入氮氣除氧30分鐘。加入1.5g步驟I中所制備的單分散