本發(fā)明涉及一種可控合成微米級(jí)單分散聚苯乙烯微球的方法，這種微球可以用于液晶襯墊、醫(yī)學(xué)免疫、生物工程及微電子等領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
微米級(jí)、單分散聚合物微球因在標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量、醫(yī)學(xué)免疫、生物工程、分析化學(xué)、情報(bào)信息、化學(xué)工業(yè)及微電子等領(lǐng)域里有著極其廣闊的應(yīng)用前景(曹同玉，劉慶普，胡金生，聚合物乳液合成原理、性能及應(yīng)用[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出，版社，1997年第1版；AnthonyJ.Paine，J.polymerizationofstyreneinpolarsolventsPolym.Sci.PartA[J]，1990，28，2485-2500；嚴(yán)昌虹，方新元，李雄偉，單分散微米級(jí)微球的合成，高分子材料科學(xué)與工程[J]，1991，4-25)。不同的應(yīng)用需要不同粒徑的聚苯乙烯微球，這就要求可控合成不同粒徑微米級(jí)單分散聚合物以滿足不同的需求。目前實(shí)現(xiàn)單分散微米級(jí)聚合物粒徑的可控性合成已成為高分子科學(xué)重要研究課題。制備聚苯乙烯微球的傳統(tǒng)方法是微乳液聚合法、乳液聚合法、無皂乳液聚合法、分散聚合法、溶脹聚合法和懸浮聚合法等，微乳液聚合法和乳液聚合法只能制備小于0.5微米的顆粒，大于0.5微米聚苯乙烯微球的分散性很差，且反應(yīng)合成的微球粒徑重現(xiàn)性差，不能實(shí)現(xiàn)粒徑的可控合成。無皂乳液聚合合成的聚苯乙烯微球粒徑在0.5-1微米。而懸浮聚合法合成的聚苯乙烯微球顆粒粒徑在10-100微米之間(需要核實(shí)該法粒徑范圍！)且合成的微球單分散很差，重現(xiàn)性不好，不能實(shí)現(xiàn)可控合成。制備單分散、微米級(jí)粒徑的聚合物的方法有分散聚合，種子溶脹法。分散聚合法只能合成的1-5微米分散性好的聚苯乙烯微球，大于5微米的聚苯乙烯微球分散性不好，本實(shí)驗(yàn)組采用二次補(bǔ)給單體苯乙烯方法可以提高聚苯乙烯微球的單分散性，但該方法實(shí)驗(yàn)重復(fù)性也差(龔小燕，袁貴梅，陳勝利等微米級(jí)單分散聚苯乙烯微球的制備，中國粉體[J]，2010，16(2)，4-7)。種子溶脹法分為種子兩步溶脹法和種子動(dòng)力學(xué)溶脹法。種子兩步溶脹法需要加入溶脹劑，升溫聚合之前必須除去溶脹劑和未反應(yīng)的聚合鏈段，因聚合過程中溶脹劑溶解聚苯乙烯微球，過程繁瑣，同時(shí)兩次溶脹反應(yīng)周期長；種子動(dòng)力學(xué)溶脹法需要在滴加水或降溫條件下反應(yīng)(OkuboM，ShiozakiM，TsujihiroMetPreparationofmicron-sizemonodisperseparticlesbyseededpolymerizationutilizingthedynamicmonomerswillingmethodColloidandPolymerScience[J]，269(3)(1991)，222-226.OkuboM，ShiozakiMPreparationofmicron-sizemonodisperseparticlesbyseededpolymerizationutilizingthedynamicmonomerswillingmethodwithcoolingprocessPolymerinternatio-nal[J]，30(4)(1993)，469-474.)，且滴加水速度和降溫速度必須嚴(yán)格控制，且滴水速度和降溫速度很慢，反應(yīng)時(shí)間長，過程繁瑣。種子兩步溶脹法和動(dòng)力學(xué)溶脹法在放大的過程中存在一定的難度，限制了它們批量生產(chǎn)。雖然國內(nèi)外已建立起了0.01-100微米單分散聚苯乙烯微球制備體系，但是尚未有粒徑可控的微米級(jí)、單分散聚苯乙烯微球的合成方法。公開號(hào)為CN1793187A中國發(fā)明專利公開了調(diào)節(jié)苯乙烯和丙烯酸的質(zhì)量百分比，可以合成粒徑可控的聚苯乙烯微球，但只能合成50-380納米聚苯乙烯微球，不能合成微米級(jí)單分散性聚苯乙烯微球。公開號(hào)為CN101921353A中國發(fā)明專利公開了一種合成微米級(jí)單分散聚苯乙烯微球的方法，通過補(bǔ)加引發(fā)劑和單體苯乙烯實(shí)現(xiàn)粒徑可控，但該方法補(bǔ)加的單體苯乙烯量少，不能合成大的微球，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是在于克服上述已有技術(shù)不足，提出種子一步溶脹法，利用分散聚合法合成1-5微米單分散聚苯乙烯微球種子，控制單體苯乙烯和聚苯乙烯微球種子質(zhì)量百分比合成粒徑可控的聚苯乙烯微球。滿足液晶襯墊、藥物運(yùn)輸、色譜填料等領(lǐng)域?qū)Σ煌降膯畏稚⒕郾揭蚁┪⑶虻男枨?。本發(fā)明的目的可以通過一些步驟來達(dá)到：在引發(fā)劑中加入苯乙烯，得溶液A；在水和有機(jī)復(fù)合溶液中加入表面活性劑，得溶液B，將溶液A和溶液B混合，攪拌分散得混合液C，在穩(wěn)定劑中加入聚苯乙烯微球種子，攪拌分散得混合物D。將混合物C和混合物D在氮?dú)獗Ｗo(hù)下在一定溫度下反應(yīng)，然后逐步升溫到一定溫度下，在該溫度下聚合反應(yīng)得到的聚苯乙烯微球乳濁液。選擇高單分散聚苯乙烯微球作為種子，調(diào)節(jié)苯乙烯和聚苯乙烯微球種子的質(zhì)量比，即可合成不同粒徑的聚苯乙烯微球，單體苯乙烯和聚苯乙烯微球質(zhì)量百分比越高，微球粒徑越大，反之減少。采用掃描電子顯微鏡(SEM)，F(xiàn)EIQuanpa200F型和光學(xué)顯微鏡(OM)歐美克科技有限公司PIP8.1型影像分析儀觀察和測量聚苯乙烯微球外貌、粒徑和粒徑分布。本發(fā)明的合成方法簡單易行，只需要一步反應(yīng)，反應(yīng)周期短，只需控制單體苯乙烯和聚苯乙烯微球種子質(zhì)量百分比，經(jīng)常規(guī)的種子溶脹聚合法，即可以合成預(yù)先設(shè)定的粒徑的微米級(jí)、單分散聚苯乙烯微球。附圖說明：圖1為實(shí)施例2的聚苯乙烯微球的光學(xué)顯微鏡(OM)圖片圖2為實(shí)施例3的聚苯乙烯微球的光學(xué)顯微鏡(OM)圖片圖3為實(shí)施例4的聚苯乙烯微球的光學(xué)顯微鏡(OM)圖片圖4為實(shí)施例5的聚苯乙烯微球的光學(xué)顯微鏡(OM)圖片圖5為實(shí)施例6的聚苯乙烯微球的掃面電子顯微鏡(SEM)圖片具體實(shí)施方式實(shí)施例10.25克SDS(十二烷基硫酸鈉)、12.0克乙醇和78.0克水混合溶解得溶液(C)。將0.2520克引發(fā)劑BPO(過氧化苯甲酰)和5.0克單體苯乙烯完全溶解得容易(D)。溶液C和D混合得乳濁液(E)，將E在超聲波下超聲10分鐘，倒入三口瓶中。5.0克聚苯乙烯微球種子(4.94um)和3.75克5％穩(wěn)定劑PVA(聚乙烯醇)水溶液超聲混合的得懸濁液(F)，將懸濁液F倒入三口瓶中，通入氮?dú)?0分鐘，恒溫水浴升溫到40℃下反應(yīng)6個(gè)小時(shí)，再逐步升溫，最后在70℃下反應(yīng)聚合12小時(shí)得乳濁液，將乳濁液過濾、洗滌、干燥，得到產(chǎn)品。所得聚苯乙烯微球粒徑為5.90微米。其光學(xué)顯微鏡照片如圖1所示實(shí)施例20.25克SDS(十二烷基硫酸鈉)、12.0克乙醇和78.0克水混合溶解得溶液(C)。0.2520克引發(fā)劑BPO(過氧化苯甲酰)和6.6666克單體苯乙烯完全溶解得容易(D)。溶液C和D混合得乳濁液(E)，將E在超聲波下超聲10分鐘，倒入三口瓶中。3.3333克聚苯乙烯微球種子(4.94um)和3.75克5％穩(wěn)定劑PVA(聚乙烯醇)水溶液超聲混合的得懸濁液(F)，將懸濁液F倒入三口瓶中，通入氮?dú)?0分鐘，恒溫水浴升溫到40℃下反應(yīng)6個(gè)小時(shí)，再逐步升溫，最后在70℃下反應(yīng)聚合12小時(shí)得乳濁液，將乳濁液過濾、洗滌、干燥，得到產(chǎn)品。所得聚苯乙烯微球粒徑為6.55微米，其光學(xué)顯微鏡照片如圖2所示。實(shí)施例30.25克SDS(十二烷基硫酸鈉)、12.0克乙醇和78.0克水混合溶解得溶液(C)。0.2520克引發(fā)劑BPO(過氧化苯甲酰)和7.5克單體苯乙烯完全溶解得容易(D)。溶液C和D混合得乳濁液(E)，將E在超聲波下超聲10分鐘，倒入三口瓶中。2.50克聚苯乙烯微球種子(4.94um)和3.75克5％穩(wěn)定劑PVA(聚乙烯醇)水溶液超聲混合的得懸濁液(F)，將懸濁液F倒入三口瓶中，通入氮?dú)?0分鐘，恒溫水浴升溫到40℃下反應(yīng)6個(gè)小時(shí)，再逐步升溫，最后在70℃下反應(yīng)聚合12小時(shí)得乳濁液，將乳濁液過濾、洗滌、干燥，得到產(chǎn)品。所得聚苯乙烯微球粒徑為7.02微米，其光學(xué)顯微鏡照片如圖3所示。實(shí)施例40.25克SDS(十二烷基硫酸鈉)、12.0克乙醇和78.0克水混合溶解得溶液(C)。將0.2520克引發(fā)劑BPO(過氧化苯甲酰)和7.78克單體苯乙烯完全溶解得容易(D)。將溶液C和D混合得乳濁液(E)，將E在超聲波下超聲10分鐘，倒入三口瓶中。將2.22克聚苯乙烯微球種子(4.94um)和3.75克5％穩(wěn)定劑PVA(聚乙烯醇)水溶液超聲混合的得懸濁液(F)，將懸濁液F倒入三口瓶中，通入氮?dú)?0分鐘，恒溫水浴升溫到40℃下反應(yīng)6個(gè)小時(shí)，再逐步升溫，最后在70℃下反應(yīng)聚合12小時(shí)得乳濁液，將乳濁液過濾、洗滌、干燥，得到產(chǎn)品。所得聚苯乙烯微球粒徑為7.26微米，其光學(xué)顯微鏡照片如圖4所示。實(shí)施例5將3.5克SDS(十二烷基硫酸鈉)、77.28克乙醇和966克水混合溶解得溶液(C)。將2.61克引發(fā)劑BPO(過氧化苯甲酰)和52.27克單體苯乙烯完全溶解得容易(D)。將溶液C和D混合得乳濁液(E)，將E在超聲波下超聲10分鐘，倒入三口瓶中。將68.21克聚苯乙烯微球種子(5.27um)和52.27克5％穩(wěn)定劑PVA(聚乙烯醇)水溶液超聲混合的得懸濁液(F)，將懸濁液F倒入三口瓶中，通入氮?dú)?0分鐘，恒溫水浴升溫到40℃下反應(yīng)6個(gè)小時(shí)，再逐步升溫，最后在70℃下反應(yīng)聚合12小時(shí)得乳濁液，將乳濁液過濾、洗滌、干燥，得到產(chǎn)品。所得聚苯乙烯微球粒徑為6.02微米，其掃描電子顯微鏡照片如圖5所示。