CN103130935B - 一种制备单分散阴离子型聚苯乙烯微球的简单方法 - Google Patents

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唐哲
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龙鹏
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Abstract

本发明公开了一种制备单分散阴离子型聚苯乙烯微球的简单方法。本发明主要包括如下步骤：（1）将苯乙烯用5wt%的氢氧化钠溶液除去阻聚剂，再用去离子水洗至中性，用无水氯化钙进行干燥后，再进行减压蒸馏后备用；（2）在三口烧瓶中依次加入苯乙烯，以及阴离子型引发剂、有机溶剂和去离子水，在氮气保护下，室温搅拌30min，然后加热至75℃反应8小时；（3）反应结束后冷却至室温，用高速离心方法获得沉淀物，将沉淀物置于50℃真空烘箱中干燥24h，即得粒径为0.5～0.8μm的阴离子型聚苯乙烯微球。本发明方法不仅避免了微球乳液后处理过程中分散剂的影响，同时可实现聚苯乙烯微球的粒径可控。并且，本发明方法操作简单，材料易得，成本低。

Description

一种制备单分散阴离子型聚苯乙烯微球的简单方法
技术领域
本发明属于高分子材料制备领域，具体涉及一种制备单分散阴离子型聚苯乙烯微球的简单方法。
背景技术
单分散阴离子型聚合物微球具有尺寸小、比表面积大、易功能化等特点，现已广泛应用于化学建材、药物缓释、疾病诊断、免疫固相载体和化学工业等领域。
目前，国内外已公开了一些制备阴离子型聚合物微球的专利技术。公开号为CN1074437中国发明专利分开了一种窄多分散性和单分散性阴离子低聚物及其应用、制剂和制备方法，低聚物为具有3–50个重复单元的聚脲、聚碳酸酯、聚酯或聚酰胺。公开号为CN1286144的中国发明专利公开了一种含有强碱型官能团的单分散性阴离子交换剂的制备工艺，其强碱型官能团在树脂颗粒中心或在树脂颗粒壳上。分散聚合是制备单分散聚合物微球的常用方法，然而，鲜有利用分散聚合技术来制备单分散阴离子型聚合物微球。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备单分散阴离子型聚苯乙烯微球的简单方法，该方法突破了现有分散聚合技术，设计新型分散聚合体系，在没有任何稳定剂存在下，仅利用阴离子引发剂引发苯乙烯单体聚合，制备粒径可控的单分散阴离子型聚苯乙烯微球。
本发明方法包括如下步骤：
（1）将苯乙烯用5wt%的氢氧化钠溶液除去阻聚剂，再用去离子水洗至中性，用无水氯化钙进行干燥后，再进行减压蒸馏后备用；
（2）在三口烧瓶中依次加入经步骤（1）处理过的苯乙烯，以及阴离子型引发剂、有机溶剂和去离子水，在氮气保护下，室温搅拌30min，然后加热至75℃反应8小时；其中，各成分的质量百分含量分别是：苯乙烯5～15%、阴离子型引发剂0.1～1.0%、有机溶剂65～85%、去离子水5～20%；
（3）反应结束后冷却至室温，用高速离心方法获得沉淀物，将沉淀物置于50℃真空烘箱中干燥24h，即得粒径为0.5～0.8μm的阴离子型聚苯乙烯微球。
优选地，步骤（2）中所述阴离子型引发剂为过硫酸钾（KPS）或过硫酸铵（APS）。
优选地，步骤（2）中所述有机溶剂为甲醇、乙醇和异丙醇中的一种。
本发明的原料苯乙烯是一种市场上常见、廉价的有机物，是一种传统且良好的制备聚合物微球的有机单体。KPS或APS分解产生阴离子自由基，因其具有良好亲水性，PS链上的阴离子残基倾向分布在微球表面，通过电荷排斥效应稳定聚合体系。本发明方法不仅避免了微球乳液后处理过程中分散剂的影响，同时可实现聚苯乙烯微球的粒径可控。并且，本发明方法操作简单，材料易得，成本低。
附图说明
图1为实施例1的阴离子型聚苯乙烯微球的SEM照片。
图2为实施例2的阴离子型聚苯乙烯微球的SEM照片。
图3为实施例3的阴离子型聚苯乙烯微球的SEM照片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例1：
将5ml苯乙烯、0.0225g KPS、4ml去离子水和36ml甲醇依次加入100ml三口烧瓶，在氮气保护下，混合搅拌30min后快速升温至75℃时，反应8小时。然后自然冷却至室温，使用高速离心机进行离心，弃掉上层清液，将沉淀物置于50℃真空烘箱中干燥24h，即得单分散阴离子型聚苯乙烯微球。所制备的聚苯乙烯微球的粒径（由JSM-6380LV型扫描电子显微镜测得）为0.61μm，Zeta电位为6.4mV。图1为本实施例的聚苯乙烯微球的SEM照片。
实施例2：
将5ml苯乙烯、0.05g APS、4ml去离子水和36ml乙醇依次加入100ml三口烧瓶，在氮气保护下，混合搅拌30min后快速升温至75℃时，反应8小时。然后自然冷却至室温，使用高速离心机进行离心，弃掉上层清液，将沉淀物置于50℃真空烘箱中干燥24h，即得单分散阴离子型聚苯乙烯微球。所制备的聚苯乙烯微球的粒径（由JSM-6380LV型扫描电子显微镜测得）为0.52μm，Zeta电位为9.7mV。图2为本实施例的聚苯乙烯微球的SEM照片。
实施例3：
将5ml苯乙烯、0.035g AIBA、6ml去离子水和34ml异丙醇依次加入100ml三口烧瓶，在氮气保护下，混合搅拌30min后快速升温至75℃时，反应8小时。然后自然冷却至室温，使用高速离心机进行离心，弃掉上层清液，将沉淀物置于50℃真空烘箱中干燥24h，即得单分散阴离子型聚苯乙烯微球。所制备的聚苯乙烯微球的粒径（由JSM-6380LV型扫描电子显微镜测得）为0.74μm，Zeta电位为11.8mV。图3为本实施例的聚苯乙烯微球的SEM照片。
通过改变条件如引发剂和苯乙烯单体用量，可将聚苯乙烯微球粒径控制在0.5～0.8μm之间。总而言之，上述实例仅是本发明的较佳实施例子，而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明的技术方案范围内，可利用上述揭示的技术内容做出些许更改或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种制备单分散阴离子型聚苯乙烯微球的简单方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将苯乙烯用5wt%的氢氧化钠溶液除去阻聚剂，再用去离子水洗至中性，用无水氯化钙进行干燥后，再进行减压蒸馏后备用；
（2）在三口烧瓶中依次加入经步骤（1）处理过的苯乙烯，以及阴离子型引发剂、有机溶剂和去离子水，在氮气保护下，室温搅拌30min，然后加热至75℃反应8小时；其中，各成分的质量百分含量分别是：苯乙烯5~15%、阴离子型引发剂0.1~1.0%、有机溶剂65~85%、去离子水5~20%；
（3）反应结束后冷却至室温，用高速离心方法获得沉淀物，将沉淀物置于50℃真空烘箱中干燥24h，即得粒径为0.5~0.8μm的阴离子型聚苯乙烯微球。
2.根据权利要求1所述制备单分散阴离子型聚苯乙烯微球的简单方法，其特征在于：步骤（2）中所述阴离子型引发剂为过硫酸钾（KPS）或过硫酸铵（APS）。
3.根据权利要求1所述制备单分散阴离子型聚苯乙烯微球的简单方法，其特征在于：步骤（2）中所述有机溶剂为甲醇、乙醇和异丙醇中的一种。
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