[发明专利]一种具有亲水性的聚苯乙烯微球

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有亲水性的聚苯乙烯微球，属于功能高分子材料领域。

背景技术

当前制药工业的分离纯化环节面临着工艺革新、降低成本及提成效率的重大挑战，主要问题是传统的葡聚糖或琼脂糖(天然多糖)填料由于自身结构原因，导致线性流速有限、难以放大并且目标蛋白的产率难以提高、耐碱性差、寿命短、高流速下动态载量低、压缩系数大。

而聚苯乙烯微球作为填料的优势有：成本低廉，交联度可控，耐受有机溶剂，pH值耐受范围广、球的刚性强从而流速高(提高分离纯化效率)等优点。但是目前市面上聚苯乙烯微球在分离纯化中的应用遇到的最大问题是亲水性修饰，因为聚苯乙烯微球主体有非常强的憎水性，从而导致聚苯乙烯微球的可修饰性不强，大部分情况下只能用作分子排阻的方式来进行分离纯化。

而当聚苯乙烯微球有了亲水性之后，比如聚苯乙烯微球上有了亲水性的羟基、氨基、羧基等，可利用这些亲水性基团的较活泼的特性，运用化学方法，将各式各样的功能基团(比如阴阳离子基团)接枝在聚苯乙烯微球上，从而是聚苯乙烯微球具有了各种功能性填料，应用在制药行业的分离纯化领域有更广阔的前景。

发明内容

本发明为了解决现有技术中聚苯乙烯微球由于强憎水性的特征，导致难以在聚苯乙烯微球上接枝各种基团(阴阳离子基团等)的情况，在制备聚苯乙烯微球的过程中，提前将含有亲水性的基团的单体与苯乙烯单体一起发生共聚反应，从而得到具有亲水性的聚苯乙烯微球。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种具有亲水性的聚苯乙烯微球，其制备方法如下：采用苯乙烯、丙烯酸及含有羟基的丙烯酸酯、离子型丙烯酰胺为单体，水为介质，阴离子表面活性剂为乳化剂，二乙烯基苯或N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，进行乳液聚合制备含有得到具有亲水性的聚苯乙烯微球。

本发明选择乳液聚合，因为聚合体系粘度较低，混合传热容易，可避免反应过程中的局部过热，从而较少会发生凝胶效应，放大生产比较容易。

本发明选择的阴离子表面活性剂优选十二烷基硫酸钠。

本发明选择的引发剂为过硫化物，优选过硫酸钾或过硫酸铵。

本发明所属含有羟基的丙烯酸酯类，优选甲基丙烯酸羟乙酯。

本发明选用丙烯酸和甲基丙烯酸羟乙酯是因为丙烯酸含有的羧基基团、和甲基丙烯酸羟乙酯含有的羟基基团有助于提高聚苯乙烯微球的亲水性。

本发明选择的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸(AMPS)作为单体的一种是因为AMPS是一种丙烯酰胺系强阴离子单体，聚合活性很高的特征，并且分子结构中含有水溶性好的强阴离子磺酸基团，对后期的聚苯乙烯微球的亲水性有较大的提高。

本发明选用苯乙烯、丙烯酸和甲基丙烯酸羟乙酯、AMPS作为单体，过硫酸钾作为引发剂，采用水溶液的乳液聚合。是因为AMPS单体既有共轭效应又有诱导效应，各个单体中都有不饱和的双键。

作为本发明所述的制备具有亲水性的聚苯乙烯微球的一种优选方案，所述的引发剂：单体的质量比例为1％～1.5％之间，交联剂：单体的质量比例为1％～2％之间，单体：水的质量比例为15％～25％之间，聚合温度为80℃～85℃之间，聚合反应时长为10～15小时。

本发明的优点：先在乳液聚合中加入含有亲水性基团的单体，聚合反应后直接得到含有亲水性基团(羧基、羟基、磺酸基)的微球，接着利用亲水性基团的反应较活泼的特征，与各种功能基团(例如离子基团)反应，从而得到各种功能性的聚苯乙烯微球，可运用在制药工业的分离纯化领域。并且该制备工艺简单、易控，有较广阔的应用前景。

具体实施方式

实施例1

将装有搅拌的反应瓶中，加入2.5g十二烷基硫酸钠，加入135mL的去离子水溶解。升温到80℃，加入单体及交联剂的混合溶液(苯乙烯10g、丙烯酸0.5g、甲基丙烯酸羟乙酯0.5g、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸1g、二乙烯苯1g)，乳化15分钟后，滴加过硫酸钾水溶液(0.15g过硫酸钾溶在5mL去离子水中)，引发聚合时间为15小时。温度恒定80℃，搅拌速度恒定300r/min。反应结束后降温过滤水洗，将产物保存在20％乙醇中，得到亲水性的聚苯乙烯微球。

实施例2