[发明专利]一种表面粗糙的聚苯乙烯微球及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种均匀表面粗糙聚苯乙烯微球的制备方法。在搅拌条件下，使苯乙烯分散于水中，然后加入小分子醇，形成均一透明的混合液；用醇水混合液按不同的倍数稀释混合液，将一定量的复合引发剂(K₂S₂O₈‑NaHSO₃)快速加入上述反应液中，混匀。得到的混合液置于25℃恒温反应18‑24h，经分离净化后可得目标产物。本发明制备的产品可被广泛用于药物、基因传输载体，疫苗佐剂、癌症诊断与治疗等方面。与现有技术相比，本发明用一锅法制得粒径均匀表面凹陷粗糙聚苯乙烯微球，制备方法简单，产品可批量制备，反应过程中无需使用稳定剂，合成工艺过程环境友好。

技术领域

本发明属于无皂乳液聚合技术领域，涉及一种表面粗糙的聚苯乙烯微球及其制备方法和应用。

背景技术

乳液聚合是单体借助乳化剂和机械搅拌，使单体分散在水中形成乳液，再加入引发剂引发单体聚合的一种反应，是合成高分子材料的一项重要制备方法。其优点在于：(1)聚合速度快，产品分子量高；(2)用水作分散剂介质，有利于传热控温；(3)反应达高转化率后，乳聚体系的粘度仍很低，分散体系稳定，较易控制和实现连续操作等。但传统乳液聚合亦存在诸多问题，例如：乳化剂的加入会增加后期处理难度，且会降低聚合物产品的耐水性、耐溶剂性和力学性能。Matsumoto和Ochi(文献)于1960年在完全不含乳化剂的条件下，合成了具有粒度均匀乳胶粒的聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯以及聚醋酸乙烯酯乳液，此后无皂乳液聚合制备聚合物微球便迅速发展起来。由无皂乳液聚合法合成的乳胶粒径单一分散、表面洁净，不需要去除乳化剂这一后处理。产品广泛应用于临床医学、细胞学、材料科学、色谱分离等领域。

近年来均匀聚合物微球因具有形态可控、分子量可调、易于在表面引入不同功能基团等特性，受到广泛关注。在聚合物微球中，以聚苯乙烯微球的制备与应用最为广泛，其为有序低维纳米结构的构筑提供了模板或构筑单元。

近年来对聚苯乙烯微球的实验与研究，多在于将其制备为分散性单一、外观球形、表面光滑且规整。本发明利用传统无皂乳液法，在稀释条件下，制备出表面粗糙且粒径较均匀的微球，大大拓宽了其应用领域。

发明内容

为拓宽聚苯乙烯微球的应用范围，克服现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种表面粗糙的聚苯乙烯微球的制备方法，以苯乙烯为单体，以水为溶剂，在小分子醇存在的条件下，通过复合引发剂引发的无皂乳液聚合反应制备而成。制备时，在搅拌条件下，使苯乙烯分散于水中，然后加入小分子醇，形成均一透明的混合液；然后向混合液中加入复合引发剂溶液，在恒温条件下，根据苯乙烯的加入量，反应12-48小时。经离心分离(醇洗、水洗)，可得目标产物。本发明所得目标产物是一种表面粗糙、均匀较好、储存稳定性优异、光学性能良好的聚苯乙烯微球。

本发明提供了一种表面粗糙的聚苯乙烯微球的制备方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤(1)：在容器中加入苯乙烯、溶剂和小分子醇，搅拌至混合液澄清透明，然后超声均一化。

步骤(2)：向上述步骤(1)的混合液中加入复合引发剂进行无皂乳液聚合反应。

步骤(3)：将步骤(2)反应得到的产物经离心、水洗、再分散的处理方法，制得表面粗糙的聚苯乙烯微球。

步骤(1)中，所述溶剂为二次蒸馏水、高纯水等中的一种或两种，以减少外来杂质的影响；优选地，为二次蒸馏水。

步骤(1)中，所述容器可以是三颈烧瓶或者其它规格的烧瓶或锥形瓶。

步骤(1)中，所述向容器中加入小分子醇的方式优选为滴加。

步骤(1)中，所述小分子醇是指C1-C8的醇，包括但不限于是甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇等中的一种或几种；优选地，为甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇。其作用是降低蒸馏水的表面张力，便于苯乙烯分散于蒸馏水中。