磁性高分子微球是指通过适当方法使有机高分子与无机磁性物质结合起来形成的具有一定磁性及特殊结构的微球。因磁性高分子微球同时兼具高分子微球的众多特性和磁响应性,不但能通过共聚及表面改性等方法赋予其表面功能基,还能在外加磁场作用下方便迅速地分离,因此自70年代以来,磁性高分子微球作为一种新型的功能材料,在磁性材料、生物医学、细胞学和生物工程、分离工程以及化妆品等诸多领域获得了一定程度的应用,并显示出广泛的应用前景。 本文在总结国内外有关磁性高分子微球研究成果的基础上,针对目前磁性高分子微球单分散性差、磁响应性弱的缺点,首次提出一种全新的制备磁性复合微球的DPE法。此方法的特点是,在聚合反应过程中不外加表面活性剂,而是直接在反应的初期生成具有乳化功能的短链活性共聚物。利用DPE作为活性游离基控制剂。借助于短链共聚物的羧基等功能基团,将其引到磁性无机粒子表面。当再次引发反应时,使聚合在磁性无机粒子表面进行。 研究结果表明,DPE法是一种很好的制备磁性复合微球的方法。利用该方法制备出的磁性复合微球的磁含量比较高,可以达到20%左右。粒径均匀,在300nm左右。由于没有加入表面活性剂等杂质,最终制备出的磁性复合微球的表面洁净。 在利用DPE法成功制备出磁性复合微球的基础上,本文还深入探讨了丙烯酸加入量、DPE加入量、磁流体加入量及加入时间、聚合体系PH值等因素对制备效果的影响。研究结果表明,随丙烯酸的加入量的增加,磁性复合微球的性能先变好后变坏最后又变好。活性游离基控制剂DPE的加入量不能太少也不能太多,以占单体加入量的2%左右为宜。磁流体的加入时间是影响最终制备出的磁性复合微球性能的非常重要的影响因素,一般在预聚反应5～15分钟左右加入为宜。磁流体的加入量也不能太大,以占单体总量的50%左右为宜。聚西北工业大学硕士论文摘要合反应体系的PH值会影响到预聚链段在磁性无机粒子表面的鳌合情况,一般应将反应体系的PH值控制在弱酸性条件下,制备的磁性复合微球的性能比较好。通过以上影响因素的研究,本文得出了利用DPE法制备磁性复合微球的比较好的配方。 在对各影响因素的分析的基础上,本文初步探讨了利用DPE法制备磁性复合微球的原理。大概分成如下几步:预聚合反应;预聚链段与磁性无机粒子鳌合;表面带有活性游离基的磁性无机粒子引发其它单体在起表面进一步聚合生成磁性复合微球。 本文还对磁性无机粒子表面改性做了一些初步的研究。研究结果表明,利用DPE法制备磁性复合微球时,磁性无机粒子表面不能带有过多的轻基,否则会影响最终的实验效果。在酒石酸、TEOS、辛酸钠及聚丙烯酸等表面改性剂中,我们发现利用聚丙烯酸对磁性无机粒子表面改性可以起到提高磁含量的效果。关键词:磁性复合微球,磁性无机粒子,DPE,活性游离基DPE法,磁含量, 机理