[发明专利]一种丙烯酸松香磁性聚合物微球的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用丙烯酸松香制备磁性聚合物微球的方法。

技术背景

随着石油等不可再生资源的日渐枯竭以及人们对环境保护的日益重视，利用可再生天然资源松香来取代石化产品制备高分子材料具有重要意义。松香的分子结构中含有两个反应基团——羧基和双键，可以利用这两个反应基团进行一系列的改性，得到改性的松香。丙烯酸松香是松香改性产物之一，它是由松香与丙烯酸发生D-A加成反应而得，其结构上含有两个羧基官能团，可以与含羟基单体发生酯化反应，得到含双键的大分子功能单体(参见中国发明专利200710085381.8)。该单体可以再进行加成和聚合反应制备聚合物微球(参见中国发明专利201010045636.X和201010276104.7)。

磁性微球是有机高分子和无机磁性物质的复合体，它同时兼具有机高分子微球的表面功能性和磁性无机物质的磁响应性，具有比表面积大、吸附性强、在外磁场作用下易于磁分离等优点，广泛应用于磁性材料、生物医学、生物工程、有机与生化合成等方面。制备磁性微球的方法主要包括悬浮聚合、分散聚合、乳液聚合等。其中悬浮聚合法具有操作简单安全、成本低、颗粒大小可控、产品后处理简单、纯度高等优点而被广泛应用。利用松香及其衍生物作为有机相、将无机磁性材料Fe₃O₄引入来制备松香基磁性聚合物微球是松香新的应用领域，也是制备聚合物微球的新方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用松香与丙烯酸发生D-A加成反应生成丙烯酸松香加成物，此加成物中含有两个羧基，可与甲基丙烯酸β-羟乙酯反应得到酯化物，酯化物中有两个悬挂双键，可作为交联单体，以苯乙烯为反应单体，在油酸改性的Fe₃O₄磁性粒子存在下，采用悬浮聚合法制得微米级丙烯酸松香磁性聚合物微球。将无机物Fe₃O₄引入到松香及其衍生物中制备磁性材料，可望赋予松香新的性质和功能，从而拓宽松香的应用领域。

具体步骤如下：

1.以松香、丙烯酸、甲基丙烯酸-β-羟乙酯为原料用中国发明专利号为200710085381.8的制备方法制得松香丙烯酸加成物与丙烯酸羟基酯酯化物，简称为酯化物，(专利号为200710085381.8的名称为“利用松香与丙烯酸羟基酯制备酯化物的方法”)；

2.将苯乙烯单体与步骤(1)制得的酯化物以质量比为1～20∶1的比例混合制成单体混合物；

3.在装有冷凝器、温度计、搅拌器的反应器中加入步骤(2)制得的单体混合物质量100份，去离子水100-400份，分散稳定剂明胶0.1-20份，加热到80℃溶解完全后降温到60℃以下；

4.在步骤(3)产物中加入油酸改性Fe₃O₄ 1-20份，引发剂偶氮二异丁腈0.1-2份，调整转速为500r/min，升高温度至85℃，恒温反应1h，升温至95℃，恒温反应5h后结束反应；

5.将步骤(4)产物冷却后用蒸馏水洗涤，经磁分离除去无磁性物质，过滤后用盐酸浸泡除去未反应的Fe₃O₄，用蒸馏水洗涤至中性，磁分离后过滤、干燥，即得丙烯酸松香基磁性聚合物微球。

本发明制得的磁性聚合物微球具有比表面积大、吸附性能好、在外磁场作用下易于磁分离等优点，从而可以应用于磁流体、催化、生物技术和生物医学及环境治理等领域。

具体实施方式

实施例1：

1.以松香、丙烯酸、甲基丙烯酸-β-羟乙酯为原料用中国发明专利号为200710085381.8的制备方法制得松香丙烯酸加成物与丙烯酸羟基酯酯化物，简称为酯化物；

2.将苯乙烯与步骤(1)制得的酯化物以质量比为5∶1的比例混合制成单体混合物；

3.在装有冷凝器、温度计、搅拌器的反应器中加入步骤(2)制得的单体混合物质量24g，去离子水60ml，分散稳定剂明胶1.8g，加热到80℃溶解完全后降温到60℃以下；

4.在步骤(3)产物中加入油酸改性Fe₃O₄0.24g，引发剂偶氮二异丁腈0.024g，调整转速为500r/min，升高温度至85℃，恒温反应1h，升温至95℃，恒温反应5h后结束反应；