磁性高分子复合微粒是通过适当的方法将无机磁性物质与有机高分子结合起来形成的具有一定结构及性质的微粒。由于同时具有磁响应性和一般高分子微粒的许多特性,磁性高分子复合微粒在外加磁场作用下可以方便且迅速地被分离,也能通过共聚及表面改性等方法赋予其表面功能基团,扩大其多功能性。磁性纳米粒子与高分子的复合具有十分重要的理论和实际指导意义,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。本文在前人研究的基础上,以扩大高分子微粒的多功能性为宗旨,选用具有特殊温度敏感行为的N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为基本单体,与功能性亲水单体α-甲基丙烯酸MAA(含-COOH)以及化学共沉淀法制备的超顺磁性Fe3O4磁流体,在特定条件下进行沉降聚合,得到了以Fe3O4微粒为核,共聚微凝胶为壳的高分子复合微粒。这种复合微粒因同时具有温度、pH敏感性及磁响应性,有望在生物、医药、工程、药物控制释放等领域得到应用。因此,本文对其制备及性能进行了系统的研究,为其应用提供重要的研究基础。研究结果表明,化学共沉淀法制备纳米Fe3O4磁粒的最佳条件为：Fe2+/Fe3+= 1/2,沉淀反应环境为pH=8,反应温度60℃,反应时间10min,陈化温度80℃,陈化时间0.5 h,中和环境pH=6。经分离、洗涤、干燥得到的Fe3O4颗粒分散性好、抗氧化性强、饱和磁化强度最大。磁粒的形成经历了成核、生长、团聚等过程。当溶液中沉淀组分的浓度(Ci)超过沉淀溶解度(Cs)且达到成核浓度(Cn)时,溶液中迅速产生大量的晶核,此为成核阶段。随着Ci的急速下降,必须控制Ci保持略高于Cs,使已形成的晶核同步长大,此为生长阶段。长大的晶核发生溶剂化作用成为硬团聚体,此时也存在着沉淀颗粒长大和重新溶解的动态平衡。适当提高温度和搅拌速度,有助于离子晶核的扩散均匀,加快成核、同步生长过程。在表面活性剂存在并控制Fe3O4胶体颗粒界面生长的条件下,陈化作用可以促进Fe3O4尖晶石晶体结构变得完整和紧密,可以明显提高Fe3O4磁粒的磁性与抗氧化性。在反应液中,加入用量为总体积10%的PEG-4000进行表面改性,制备得到的产物分散性好,在60°C恒温干燥24h所得产物有明显化学稳定性。Fe3O4/P(NIPAM-MAA)复合微粒呈现核-壳结构的规则球形,在溶液中有良好的溶胀性,25℃(溶胀态)与45℃(收缩态)时DLS测定的平均粒径分别为334.7nm、141.5nm,溶胀度α=13.2,复合微粒同时具有温度、pH敏感性和磁性。复合微粒在30°C-36℃时发生了体积相转变行为,随着体系pH的逐渐增大,体积相转温度(VPTT)向高温迁移,最大磁化强度为0.6306emu/g,而且剩磁(Mr)和矫顽力(Hc)极小,显示出超顺磁性的特征。经PEG-4000改性制备的纳米Fe3O4磁粒吸附溶液中的单体和引发剂,在其周围出现富集区(引发中心)。引发聚合后,富集区中的单体发生聚合反应而形成相互缠结的聚合物链将磁粒子包围,生成低聚物(初级粒子)。低聚物不断地聚集、生长、沉积形成凝胶层,最终形成稳定的核-壳复合微粒。NIPAM的转化率随MAA物质的量增加而增大,MAA用量不能超过NIPAM用量的25%,否则出现絮凝。0.35wt%磁流体用量不宜超过40g,以防出现“磁浪费现象”而影响聚合反应的进行。增大引发剂APS物质的量,NIPAM转化率和复合微粒表面结合羧基的物质的量增大,复合微粒的平均粒径随交联剂MBA物质的量增加而增大。在70℃下反应30min后保持60°C下继续反应5.5h所得到的复合微粒具有较好的形态和性能。25℃时NaCl溶液对P(NIPAM-MAA)、Fe3O4/P(NIPAM-MAA)的临界絮凝浓度分别为1.2mol/L、1.0mol/L,通过调节温度发现,“溶胀/去溶胀”是可逆的而絮凝具有不可逆性。随NaCl物质的量浓度增大,Fe3O4/P(NIPAM-MAA)的体积相转变温度和临界絮凝温度均显示向低温迁移。复合微粒的体积相转变行为随溶液中的乙醇体积分数(VEtOH%)增大而逐渐减弱,当VEtOH%达到25%时相转变基本消失。若VEtOH%超过70%,复合微粒又开始出现较弱的收缩现象。Fe3O4/P(NIPAM-MAA)对水杨酸的载药率为38.7%,随时间的推移其释药速率逐渐变慢,在较低温度(25℃)下表现出良好的缓释性,在较高温度(37°C)下的释放速率较前者明显减慢。8h后两个温度下的释药率分别为55.6%、39.8%,在释放开始阶段(0-2h),二者的释药速率基本一致。