[发明专利]一种水系自驱动的多氨基聚苯乙烯微球的制备方法

说明书

本发明涉及一种水系自驱动的多氨基聚苯乙烯微球的制备方法，首先将聚苯乙烯微球分散在去离子水中，室温下搅拌形成均匀分散液，接着用三乙胺调节pH值后加入多巴胺盐酸盐和多氨基化合物于室温下继续搅拌，最后通过洗涤得到多氨基聚苯乙烯微球。该方法利用多巴胺的自聚合、强粘附和易于发生二次反应的特性，以聚多巴胺为介导层，通过进一步接枝多氨基化合物，对聚苯乙烯微球进行氨基化改性。所制备的多氨基聚苯乙烯微球表面氨基含量可控，该过程反应条件温和，在室温下水体系中自驱动进行，聚合效率高，能够避免有害有机溶剂的使用，减少对环境的危害，且整个实验过程操作简单，有利于产品的规模化生产和实际应用。

技术领域

本发明涉及一种功能化聚合物微球的制备方法，特别是一种水系自驱动的多氨基聚苯乙烯微球的制备方法。

背景技术

聚合物微球由于具有比表面积大、高分散性、力学性能好、均一性好和易于功能化等一系列优良特性，在胶体催化、液晶显示、仪器分析、生物诊断和纳米器件等高新技术领域均具有广泛的应用价值。聚苯乙烯微球是聚合物微球的一个重要分支，近年来在医学成像、药物载体、流式细胞仪、液相生物芯片和分离提纯等生物领域的应用得到迅速发展。

聚苯乙烯微球是研究最早的聚合物微球，除了具备聚合物微球所具备的优异性质外，还具备沸点高、易处理、无危险性、聚合速率适当、反应易控制的性质。聚苯乙烯微球的制备方法主要包括乳液聚合、无皂乳液聚合、分散聚合、种子乳液聚合和悬浮聚合等多种方法。不同聚合方法中的组成、聚合机理均不同，使得制备的聚苯乙烯微球的粒径及其分布也不尽相同。乳液聚合法、无皂乳液聚合法一般无法合成微米级的微球，种子乳液聚合和悬浮聚合虽然可以合成大尺寸的微球，但是合成条件复杂难以控制，因此在制备微米级微球方面分散聚合法受到更多的青睐。

聚苯乙烯微球虽然具有很多优良的特性，但是一些缺点也限制了它的实际应用，例如表面呈疏水性，缺乏极性基团与基体粘附或与极性聚合物相容性差等问题。因此，通过表面改性对聚苯乙烯微球进行功能化以扩展其应用领域成为研究热点。氨基化改性是聚苯乙烯微球功能化的一个重要研究方向，氨基的存在会促使聚苯乙烯微球与亲和素、抗体或抗原等进行偶联，有利于其在生物医学领域的应用。目前聚苯乙烯微球氨基功能化的方法主要集中在以下几个方面：（1）利用硅烷偶联剂、酯类偶联剂表面改性；（2）使用带有氨基基团的单体进行共聚；（3）通过静电结合将带有氨基高分子吸附在聚苯乙烯微球表面；（4）硝基还原法。但这些方法都存在制备过程复杂，高能耗、需要使用有毒有害有机溶剂等问题。

CN112707995A公开了《一种氨基化磁性微球的制备方法》，首先制备磁化微球，接着将磁化微球的无水乙醇溶液、聚乙烯吡咯烷酮溶于无水乙醇和水的混合溶液中，分散均匀后加入浓氨水、正硅酸乙酯反应，最后再加入氨基功能化试剂反应，反应结束后通过离心洗涤得到氨基化磁性微球。该工艺制备过程是在有机体系中实施，需要大量有毒的有机溶剂，反应结束后有机废液处理成本高，对环境影响大，在环境要求越来越严格的情况下该工艺较难进行工业生产，更重要的是该氨基化磁性微球表面的氨基官能团含量不可调控，对氨基化磁性微球在生物医学领域的应用造成一定的限制。

CN110522734B公开了《一种以聚多巴胺为模板的复合纳米微球的制备方法》，是将去离子水中加入无水乙醇，用氨水调节PH值，混合均匀后将盐酸多巴胺溶液加入，接着向其中加入无水三氯化铁进行反应，反应结束后用去离子水洗涤、干燥得到聚多巴胺微球，然后将聚多巴胺微球分散后依次加入壳聚糖、氢氧化钠溶液、戊二醛进行搅拌反应，待反应结束后洗涤、干燥得到壳聚糖/聚多巴胺纳米复合微球。该工艺制备过程虽然利用三氯化铁诱导多巴胺发生聚合得到聚多巴胺微球，但是在有机体系中实施，对环境不友好，制备过程繁琐，产业化比较难，且无法调控聚多巴胺纳米微球表面的氨基含量。因此，开发一种制备工艺简单、绿色环保、能耗低、且表面氨基含量可控的多氨基聚苯乙烯微球具有重要的意义。

发明内容