pH响应性高分子磁性微球的制备及其应用

【摘要】近年来,随着生物、环境及各研究领域对其相关材料要求的提高,刺激响应性多功能高分子微球受到了人们越来越多的关注。其中,yolk-shell结构的多功能高分子磁性微球由于其独特的空腔结构、内核与外壳的易功能化,以及可调控的物理化学性能,从而赋予了它在药物运输、环境修复、微反应器及锂电池等领域的广泛的应用前景。目前,yolk-shell型环境响应性的多功能高分子磁性微球的制备方法主要为蒸馏沉淀法和RAFT活性聚合法,但是蒸馏沉淀法制备的高分子磁性微球产率较低,而RAFT聚合所制备的核壳型高分子磁性微球的缺点是高分子壳层厚度较薄。乳液聚合是制备高分子磁性微球最普遍采用且产率较高的方法,但乳液聚合一般只适用于亲油性单体,而一般具备环境响应性的聚合物多为亲水性聚合物。本文以乳液聚合为基础,围绕yolk-shell结构的环境响应性高分子磁性微球和各向异性PS/SiO2复合微球的制备、表征及应用做了以下两个方面的研究。1、Yolk-shell型pH响应性Fe3O4@PMAA磁性复合微球的制备与应用：首先,利用水热法制备200nm左右的Fe3O4纳米粒子；然后采用Stober方法在Fe3O4纳米粒子表面包覆上一层SiO2壳层,形成Fe3O4@SiO2复合微球,并将其用MPS进行改性；之后利用种子乳液聚合再包覆一层PMMA,得到核壳结构的Fe3O4@SiO2@PMMA复合微球；最后,用8mol/L的氢氧化钠溶液刻蚀中间层SiO2,同时使外层PMMA发生水解反应,从而制得yolk-shell型具有pH响应性的Fe3O4@PMAA磁性复合微球。利用复合微球的磁性和pH响应性,将其作为金属离子吸附剂,研究其对铅离子、铜离子、铬离子和镉离子的吸附作用。研究结果表明,复合微球对铜离子的最大吸附量达到3.72mmol/g。此外,我们以亲水性药物头孢曲松钠为药物模型,研究了yolk-shell型Fe3O4@PMAA复合微球作为药物载体在药物控制释放方面的应用。研究结果表明,复合微球对药物的最大负载量达到180%,而且其对药物的释放行为具有pH响应性。2、各向异性PS/SiO2复合微球的制备与影响因素：首先,通过传统的Stober方法合成300nm左右的SiO2纳米粒子；然后利用种子分散聚合,通过改变溶剂的醇/水比、St/SiO2重量比、反应温度等实验条件,分别制备出雪人型、哑铃型、树莓型、花瓣型以及核壳型的各向异性PS/SiO2复合微球。另外,通过对反应过程的跟踪,我们发现在不同St/SiO2重量比条件下,各向异性PS/SiO2复合微球的形成过程不同。
【作者】赵林玲；
【导师】刘华蓉；
【作者基本信息】中国科学技术大学，高分子化学与物理，2014，硕士
【关键词】四氧化三铁；磁性微球；yolk-shell；结构；环境响应性；乳液聚合；药物缓；释；金属离子吸附；各向异性微球；

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