[发明专利]基于氧化还原反应引发的单分散羧基功能化聚合物微球及其制备方法和应用

说明书

本发明属于聚合物微球领域，具体涉及一种基于氧化还原反应引发的单分散羧基功能化聚合物微球及其制备方法和应用。所述制备方法包括：由羧基功能单体、第二单体、溶剂和引发剂构成的体系进行聚合反应，得到所述单分散羧基功能化聚合物微球，其中，引发剂包括氧化剂和还原剂。本发明提供的制备方法，使用活化能较低的氧化还原引发体系，聚合过程中反应速率快、耗能较低，条件温和；工艺操作简单，避免了微球乳液后处理过程中表面活性剂的影响，符合绿色环保和可持续发展理念；材料易得，成本低，微球产率较高，适应于大规模的推广；同时可对聚合物微球的粒径进行调控，得到的单分散羧基功能化聚合物微球能够满足生物医学、细胞学等领域的需要。

技术领域

本发明属于聚合物微球领域，具体涉及一种基于氧化还原反应引发的单分散羧基功能化聚合物微球及其制备方法和应用。

背景技术

表面具有反应活性基团的功能性聚合物微球颗粒，在油墨、涂料、色谱、蛋白质合成、生物分析等领域中有着广泛的应用价值。羧基功能化聚合物微球就是其中重要的一类，将羧基结合到聚合物微球中有几个方面的优势：(1)羧基能与各种金属离子或基团通过静电相互作用进行结合，这对制备具有不寻常的催化、光学、机械性能的聚合物微纳米颗粒复合材料至关重要；(2)使用水溶性偶联剂可容易实现对羧基的衍生化，进而生产出可用于生物医学和诊断应用的功能化微球颗粒；(3)当微球颗粒中含有大量羧基时，由于其溶解度和溶胀性会随水环境中pH的变化而改变，表现出pH响应性，因而在疾病早期诊断、药物输送、生物技术、生物传感等领域也具有很高的研究和应用价值。

为制备出粒径均一的羧基功能化聚合物微球，目前已发展出一些聚合方法，主要有(两步)分散聚合(Song J S,et al.Macromolecules,2006,39(17):5729-5737；Yang WL,et al.Journal of Polymer Science Part A:Polymer Chemistry,2001,39(4):555-561；聂王焰,李洋,周艺峰.涂料工业,2008,38(11):4-7；Lee S G,et al.MacromolecularResearch,2016,24(8):675-683)、传统乳液聚合(Okubo M,et al.ColloidPolymerScience,1987,265(3):246-249；Wang P H,ColloidPolymer Science,2001,279(1):98-103；Wang P H,et al.Journal of Applied Polymer Science,2003,88(7):1747-1751)、细乳液聚合(Musyanovych A,et al.Langmuir,2007,23(10):5367-5376；李恒涛,龚兴厚.塑料工业,2016,44(1):129-132)、种子乳液聚合(Shoaf G L,Journal of AppliedPolymer Science,1991,42(5):1213-1237；Coen E M,et al.Macromolecules,1996,29(15):5128-5135；Vorwerg L,et al.Macromolecules,2000,33(18):6693-6703；SlawinskiM M,et al.Journal of Applied Polymer Science,2000,76(7):1186-1196；Reynhout XE E,et al.Journal of Polymer Science Part A:Polymer Chemistry,2003,41(19):2985-2995；Kang K,et al.European Polymer Journal,2005,41(3):439-445；DuangpornPolpanich,et al.ColloidPolymer Science,2005,284(2):183-191)等。然而，以上聚合方法都涉及到分散剂、乳液剂或助乳剂等助剂的使用，这些助剂的使用会降低最终产品的性能，同时给聚合物微球的提纯过程增加了成本，容易对环境造成污染。