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磁性聚合物微球的制备

徐智中  
【摘要】:磁性聚合物微球是指通过适当的方法使聚合物与无机磁性粒子结合形成具有一定磁性及特殊结构的复合微球。从目前文献看,可分成三类:①核为无机磁性材料,壳为聚合物;②核为聚合物,壳为无机磁性材料;③内外层为聚合物,中间层为磁性材料的夹心结构。与常规微球相比,具有超顺磁性磁性聚合物微球能够在外磁场的作用下迅速从混合物中分离出来。正因为磁性聚合物的种种优点,在过去几十年中,无数科学家使用多种实验手段制备了性能和结构不同的磁性聚合物微球。迄今为止,这些结构产物制备方法一般有三种:一种是通过天然或合成高分子包裹磁性无机粒子获得磁性聚合物复合微球,它是制备磁性聚合物微球较早的一类方法;另外一种是由Ugelstad发展起来的在多孔聚合物内沉淀铁盐,经处理和再包裹—层聚合物获得磁性聚合物微球;第三种是目前用的最多的一种方法,它是在无机磁性粒子存在下进行单体聚合制备磁性聚合物微球。本文运用细乳液聚合法和无皂乳液聚合法制备了不同结构的磁性聚合物微球,然后对微球性能进行X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)、动态激光光散射(DLS)、傅立叶红外(FTIR)和振动样品磁强计(VSM)等表征,取得的结果主要有以下方面: 1.以FeCl_2.4H_2O和FeCl_3.6H_2O为铁源,NH_3.H_2O为碱,用化学沉淀法制备Fe_3O_4粒子。在制备过程中加入亲水性聚合物聚甲基丙烯酸和疏水性油酸改性Fe_3O_4粒子,改性Fe_3O_4粒子形状为椭圆和圆形,粒径尺寸约10纳米左右,呈超顺磁性,其水基和油基磁流体能稳定保存,具有磁流变现象。把所制备的磁流体用于油水分离和用作磁共振成像造影剂研究,获得较好的效果。 2.把油酸改性Fe_3O_4分散于苯乙烯单体中,以十二烷基硫酸钠为乳化剂,BPO为引发剂,用超声制备稳定的O/W型细乳液,然后把上述细乳液直接加入到80℃水溶液中聚合制备Fe_3O_4/PSt复合微球。所制备的磁性聚合物微球大小在亚微米范围,粒径大小较均匀,Fe_3O_4较好的被聚苯乙烯包裹,磁响应性强。用相似方法制备了粒径为120nm左右的磁性Fe_3O_4/PSt-DVB-tBMA微球。当tBMA用量为总单体用量的10%和20%时,磁性聚合物微球水解后,微球不能稳定地分散于水,当


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