專(zhuān)利名稱(chēng)：電子束輻照制備具有核殼結(jié)構(gòu)的磁性復(fù)合微球的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用電子束輻照制備具有核殼結(jié)構(gòu)的磁性復(fù)合微球的方法，主要是采用電子束引發(fā)單體聚合的方法來(lái)制備磁性復(fù)合材料，屬磁性復(fù)合材料制造工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磁性復(fù)合微球是最近發(fā)展起來(lái)的一種新型功能材料，是通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒▽⒏叻肿硬牧吓c磁性無(wú)化材料結(jié)合起來(lái)形成具有一定結(jié)構(gòu)及特性的磁性復(fù)合微球。因磁性復(fù)合微球兼有普通高分子微球的眾多特征和磁相應(yīng)性，不但能通過(guò)共聚及其表面改性等方法賦予其表面功能基，還能在外界磁場(chǎng)下方便地分離；因而在生化產(chǎn)品分離純化、固定化酶、有機(jī)合成催化、靶向藥物載體等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
磁性復(fù)合微球的制備方法主要有包埋法、單體聚合法、原位化學(xué)轉(zhuǎn)化法、生物合成法等。單體聚合法是目前應(yīng)用最多的制備磁性復(fù)合微球的方法，但目前都是用引發(fā)劑引發(fā)單體的聚合，必然會(huì)造成引發(fā)劑殘留，這就限制了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍；而且其所需反應(yīng)周期較長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用電子束輻照制備具有核殼結(jié)構(gòu)的磁性復(fù)合微球的方法，主要是采用電子束輻引發(fā)單體聚合的方法，其特征在于具有以下的工藝過(guò)程和步驟a.首先用共沉淀法以氯化鐵和硫酸亞鐵為原料，在氮?dú)鈿夥障录尤霛獍彼瑪嚢枭郎刂?0℃，使之反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后用永久磁鐵分離出黑色固體產(chǎn)物Fe3O4納米粒子，其粒徑為5～12nm；將該納米Fe3O4溶于三蒸水，再用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至4，待用；b.以上述Fe3O4磁性納米粒子為內(nèi)核，以聚丙烯酰胺為外殼制成核殼結(jié)構(gòu)的磁性復(fù)合微球采用一定量的丙烯酰胺單體、納米Fe3O4和交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺為反應(yīng)物質(zhì)，三者的重量濃度比為1000∶1∶11；調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值至6；將混合溶液放置于聚乙烯袋中，并向袋中充入高純氮?dú)?，密封后置于電子加速器產(chǎn)生的電子束下進(jìn)行輻照，電子束流強(qiáng)度為0.5mA，總輻射劑量為20KGy；
c.經(jīng)輻照后的產(chǎn)物置于1mol/L鹽酸浸泡24小時(shí)，除去未包覆的Fe3O4；在磁場(chǎng)作用下用三蒸水和無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌，分離出未參與包覆反應(yīng)的丙烯酰胺單體及其均聚物；d.將上述產(chǎn)物在40℃進(jìn)行真空干燥，再經(jīng)研磨，最終得到核殼結(jié)構(gòu)的磁性復(fù)合微球。
本發(fā)明方法采用輻射聚合法，利用加速器電子束上在單體上產(chǎn)生自由基活性點(diǎn)，從而在磁性粒子表面聚合。
本發(fā)明方法的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)如下(1)本發(fā)明方法采用電子束取代化學(xué)引發(fā)劑實(shí)現(xiàn)單體聚合，不會(huì)造成引發(fā)劑殘留，可制出純凈的磁性復(fù)合微球；另外，由于電子束的能量很高，反應(yīng)可在常溫下迅速完成。
(2)制得的磁性核殼微球，其外殼包覆層緊密，化學(xué)穩(wěn)定性高，抗氧化能力強(qiáng)。
(3)制得的磁性核殼微球，其磁場(chǎng)強(qiáng)度較大，有很強(qiáng)的磁場(chǎng)響應(yīng)能力。
(4)制得的磁性核殼微球在水中分散性好，而且其表面的聚丙烯酰胺容易進(jìn)一步功能化，修飾后可以連接各種生物活性物質(zhì)和藥物分子，適應(yīng)于各種生物材料和醫(yī)藥制品的分離和純化，并可作為生物分子和藥物分子磁控定向輸送的載體。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將本發(fā)明的實(shí)施例具體敘述于后。
實(shí)施例1本實(shí)施例的工藝過(guò)程和步驟如下所述(1)稱(chēng)取2.144g的FeCl3·6H2O和1.112g的FeSO4·7H2O溶于水中，用超聲攪拌使溶解充分，配成100mol溶液，然后在攪拌和通入純氮?dú)鉅顟B(tài)下向溶液中快速加入重量百分濃度為28％的濃氨水，反應(yīng)在55℃溫度下進(jìn)行15分鐘后，升溫至80℃，在劇烈攪拌下在80℃保持恒溫反應(yīng)1小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后用永久磁鐵分離黑色固體產(chǎn)物Fe3O4納米粒子，其粒徑為5～12nm，將該納米Fe3O4溶于三蒸水，再用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至4，溶液固含量為10g/L，待用。
(2)稱(chēng)取2.757g單體丙烯酰胺和0.003g的交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，再量取上述的Fe3O4納米粒子溶液3ml，將上述三種物質(zhì)混合溶解在200ml去離子水中，用攪拌機(jī)在400rpm轉(zhuǎn)速下攪拌10分鐘，然后將混合溶液放置于聚乙稀袋中，并向袋中充入高純氮?dú)猓?0分鐘后，將其密封，隨后放置于電子加速器產(chǎn)生的電子束下進(jìn)行輻照，電子束流強(qiáng)度為0.5mA，總輻射劑量為20KGy；(3)經(jīng)輻照后的產(chǎn)物置于1mol/L鹽酸中浸泡24小時(shí)，除去未包覆的Fe3O4，然后用三蒸水洗滌3次，再用無(wú)水乙醇洗滌2次，以去除未參與包覆反應(yīng)的丙烯酰胺單體及其均聚物；(4)用強(qiáng)磁場(chǎng)分離出Fe3O4/聚丙烯醛胺磁性核殼微球；將其在40℃下進(jìn)行真空干燥，再經(jīng)研磨成粉，最終得到核殼結(jié)構(gòu)的磁性復(fù)合微球。微球直經(jīng)在0.2～1.0μm之間。
權(quán)利要求
1.一種采用電子束輻照制備具有核殼結(jié)構(gòu)的磁性復(fù)合微球的方法，其特征在于具有以下的工藝過(guò)程和步驟a.首先用共沉淀法以氯化鐵和硫酸亞鐵為原料，在氮?dú)鈿夥障录尤霛獍彼?，攪拌升溫?0℃，使之反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后用永久磁鐵分離出黑色固體產(chǎn)物Fe3O4納米粒子，其粒徑為5～12nm；將該納米Fe3O4溶于三蒸水，再用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至4，待用；b.以上述Fe3O4磁性納米粒子為內(nèi)核，以聚丙烯酰胺為外殼制成核殼結(jié)構(gòu)的磁性復(fù)合微球采用一定量的丙烯酰胺單體、納米Fe3O4和交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺為反應(yīng)物質(zhì)，三者的重量濃度比為1000∶1∶11；調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值至6；將混合溶液放置于聚乙烯袋中，并向袋中充入高純氮?dú)猓芊夂笾糜陔娮蛹铀倨鳟a(chǎn)生的電子束下進(jìn)行輻照，電子束流強(qiáng)度為0.5mA，總輻射劑量為20KGy；c.經(jīng)輻照后的產(chǎn)物置于1mol/L鹽酸浸泡24小時(shí)，除去未包覆的Fe3O4；在磁場(chǎng)作用下用三蒸水和無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌，分離出未參與包覆反應(yīng)的丙烯酰胺單體及其均聚物；d.將上述產(chǎn)物在40℃進(jìn)行真空干燥，再經(jīng)研磨，最終得到核殼結(jié)構(gòu)的磁性復(fù)合微球。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用電子束輻照制備具有核殼結(jié)構(gòu)的磁性復(fù)合微球的方法，主要是采用電子束引發(fā)單體聚合的方法來(lái)制備磁性復(fù)合材料，屬磁性復(fù)合材料制造工藝技術(shù)領(lǐng)域。本明方法的工藝步驟如下首先用共沉淀法以氯化鐵和硫酸亞鐵為原料制得磁性Fe
文檔編號(hào)C08K3/00GK101071669SQ20071003878
公開(kāi)日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者俎建華, 劉新文, 包伯榮, 童龍, 曹淑玲, 孫貴生 申請(qǐng)人:上海大學(xué)