CN108285506B - 一种聚合物浊度标准物质用纳米粒子及其制备方法 - Google Patents
一种聚合物浊度标准物质用纳米粒子及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108285506B CN108285506B CN201810062294.9A CN201810062294A CN108285506B CN 108285506 B CN108285506 B CN 108285506B CN 201810062294 A CN201810062294 A CN 201810062294A CN 108285506 B CN108285506 B CN 108285506B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- latex particles
- particles
- polymer
- turbidity standard
- standard substance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 75
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 112
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims abstract description 71
- 229920000126 latex Polymers 0.000 claims abstract description 71
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract description 28
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 28
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 17
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 17
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 17
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 17
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 claims description 17
- XFTALRAZSCGSKN-UHFFFAOYSA-M sodium;4-ethenylbenzenesulfonate Chemical compound [Na+].[O-]S(=O)(=O)C1=CC=C(C=C)C=C1 XFTALRAZSCGSKN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 12
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 10
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 claims description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 7
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 abstract description 32
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 8
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 4
- FUSNOPLQVRUIIM-UHFFFAOYSA-N 4-amino-2-(4,4-dimethyl-2-oxoimidazolidin-1-yl)-n-[3-(trifluoromethyl)phenyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C1NC(C)(C)CN1C(N=C1N)=NC=C1C(=O)NC1=CC=CC(C(F)(F)F)=C1 FUSNOPLQVRUIIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 description 2
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 description 2
- 229910000377 hydrazine sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012493 hydrazine sulfate Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F212/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
- C08F212/02—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
- C08F212/04—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
- C08F212/06—Hydrocarbons
- C08F212/08—Styrene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/34—Introducing sulfur atoms or sulfur-containing groups
- C08F8/36—Sulfonation; Sulfation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/42—Introducing metal atoms or metal-containing groups
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/59—Transmissivity
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
本发明提供了一种聚合物浊度标准物质用纳米粒子及其制备方法。本发明纳米粒子为粒径100～500nm的单分散交联聚苯乙烯乳胶粒子，单分散性好(PDI＜0.1)，球形度高，表面修饰有高密度的同性电荷。该纳米粒子的制备方法为把通过聚合反应制备的乳胶粒子进行表面改性处理。采用本发明纳米粒子配制低浊度(≤100NTU)聚合物浊度标准溶液，具有稳定性好、贮存期长、无需冷藏、运输和使用方便的特点。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种聚合物浊度标准物质用纳米粒子及其制备方法。
背景技术
浊度为透明介质的清浊程度。在水质监测、食品饮料、卫生防疫、医药、能源等行业中，对水中含有的不溶性悬浮颗粒物质都有量的限定，表示该量的主要技术参数就是浊度。浊度仪就是用于测量浊度大小的仪器。浊度仪出厂前需要刻度，使用中需要定期检定，现场测量中需要绘制校准曲线，在同一行业的不同实验室之间对浊度测量水平进行考核比较，都需要浊度标准物质作为计量标准。
目前国际上广泛使用的是等效采用国际标准ISO 7072“水质浊度测量”中规定的方法配制而成的福尔马肼(Formazine)标准液。我国目前使用的是国家标准物质研究中心研制的标准值为400NTU的Formazine浊度标准物质。Formazine浊度标准液为硫酸肼水溶液与六次甲基四胺水溶液，在一定温度下反应生成的一种乳白色悬浊液。Formazine浊度标准液存在需避光、冷藏储存，运输和使用条件苛刻，易降解，稳定性差的问题。其合成原料硫酸肼有剧毒，六次甲基四胺有致癌性，对人体危害很大。此外，Formazine作为浊度计量标准尚存在以下不足：(1)悬浮颗粒形状不规则，颗粒尺寸和分布不易控制；(2)Formazine是不均匀的悬浮体系，由于粒子粒径较大，沉降速度快，在放置一段时间后，粒子会产生沉降而形成极大的浓度差异；(3)Formazine是不稳定的悬浮体系，使用时需摇匀，浊度量值受人为因素影响明显；(4)在存贮期量值易变，稳定性不好，特别是低浊度(≤100NTU)时，重复性不好，稳定性极差，必须现用现配。
国家标准物质研究中心张文阁报道了，以苯乙烯单体通过聚合反应，在特定条件下，制取定值100、50、25和5NTU的聚苯乙烯乳胶粒子低浊度标准液。但该浊度标准液仍需于冰箱中冷藏保存，且稳定性差，只能稳定3个月。专利CN 105571914A(一种浊度标准液及其配制方法)公开了一种纳米二氧化钛浊度标准液，但它为无机型浊度标准液，且浊度值高(200、500和1000NTU)，稳定性差(可室温保存30天)，需要现用现配。
随着科技的迅速发展，浊度测量正向低浊度、高精度方向发展，Formazine浊度标准液在低浊度测量领域，已不能满足工业生产及科学研究的需要。因此，开发制备能够稳定一年以上的低浊度标准液成为我国浊度测量领域的当务之急。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚合物浊度标准物质用纳米粒子及其制备方法以解决目前低浊度值聚合物浊度标准物质稳定性差的问题。
本发明提供了一种聚合物浊度标准物质用纳米粒子的制备方法，所述方法包括：
提供乳胶粒子；
对所述乳胶粒子进行表面改性处理。
进一步地，所述乳胶粒子通过聚合反应制备获得，制备乳胶粒子的步骤包括：
向反应容器中加入去离子水、碳酸氢钠、苯乙烯、二乙烯基苯；
升温至70～85℃，并保持该温度不变；
按顺序加入对苯乙烯磺酸钠(SSS)和过硫酸钾；
搅拌16～24h；
经离心清洗、超声分散和烘干得到乳胶粒子。
进一步地，去离子水、碳酸氢钠、苯乙烯、二乙烯基苯、对苯乙烯磺酸钠和过硫酸钾的质量配比为1000～3000：0.2～2.0：120～450：6～90：0.01～2.8：0.5～2.2。
进一步地，所述对所述乳胶粒子进行表面改性处理包括修饰正电荷或修饰负电荷。
进一步地，所述修饰负电荷的方法包括：
制备乳胶粒子固含量0.1％～2％的去离子水悬浮液；
加入占乳胶粒子质量的5％～30％的改性剂十二烷基硫酸钠(SDS)或对苯乙烯磺酸钠；
温度50～70℃下搅拌8～24h；
离心清洗、超声分散和烘干。
进一步地，所述修饰正电荷的方法包括：
制备乳胶粒子固含量0.1％～2％的无水乙醇悬浮液；
加入占乳胶粒子质量的10％～50％的改性剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)；
温度20～35℃下搅拌8～24h；
离心清洗、超声分散和烘干。
进一步地，所述悬浮液是通过机械搅拌和超声处理使所述乳胶粒子分散于去离子水或无水乙醇中得到的。
本发明还提供了一种聚合物浊度标准物质用纳米粒子。
进一步地，所述聚合物浊度标准物质用纳米粒子为粒径100～500nm，密度1.05g/cm3且表面修饰高密度同性电荷的单分散交联聚苯乙烯乳胶粒子。
进一步地，所述高密度同性电荷包括：
负电荷Zeta电位在﹣60mV～﹣40mV；
或正电荷Zeta电位在40mV～60mV。
本发明的有益效果：
本发明通过对聚合反应制备的乳胶粒子进行表面改性处理，得到表面包覆有大量同性电荷的纳米粒子，由于同性电荷间的静电斥力作用克服了粒子表面张力引起的引力作用，使得粒子不会发生团聚现象，大大提高了产品的稳定性。同时由于其密度与分散介质水的密度相近、粒子沉降速度慢，长期静置时浊度量值变化很小。可用于配制低浊度(≤100NTU)聚合物浊度标准溶液，具有稳定性好、贮存期长、无需冷藏、运输和使用方便的特点。本发明解决了目前低浊度值聚合物浊度标准物质普遍存在的需避光、冷藏储存，且稳定性差、贮存期短、必须现用现配的问题。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是本发明实施例的聚合物浊度标准物质用纳米粒子的制备方法的流程图；
图2是本发明实施例中乳胶粒子的制备方法的流程图；
图3是本发明实施例中表面修饰负电荷方法的流程图；
图4是本发明实施例中表面修饰正电荷方法的流程图；
图5是本发明实施例1聚合物浊度标准物质用纳米粒子的Zeta电位分布图；
图6是本发明实施例2聚合物浊度标准物质用纳米粒子的粒径分布图；
图7是本发明实施例3聚合物浊度标准物质用纳米粒子的扫描电镜照片；
图8是本发明实施例4聚合物浊度标准物质用纳米粒子的Zeta电位分布图；
图9是本发明实施例5聚合物浊度标准物质用纳米粒子的Zeta电位分布图；
图10是本发明实施例1～4聚合物浊度标准溶液的稳定性测试图；
图11是本发明实施例4～5聚合物浊度标准溶液的稳定性测试图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。
本发明所述聚合物浊度标准物质用纳米粒子的粒径和Zeta电位采用马尔文纳米粒度和Zeta电位分析仪Zetasizer Nano ZS(型号ZEN3500)测量。
本发明所述聚合物浊度标准溶液浊度及稳定性利用浊度仪(型号2100P，哈希HACH)测量。
本发明所述聚合物浊度标准物质用纳米粒子的表面形貌利用场发射扫描电子显微镜(型号S4800，日立Hitachi)进行观察。
图1是本发明实施例的聚合物浊度标准物质用纳米粒子的制备方法的流程图。如图1所示，所述方法包括如下步骤：
步骤S100、提供乳胶粒子。
其中，乳胶粒子可以直接通过购买来获得，也可以通过聚合反应自行制备。
步骤S200、对所述乳胶粒子进行表面改性处理。
改性目的为使所述乳胶粒子表面修饰有高密度的负电荷或正电荷。
在步骤S100，聚合反应制备所述乳胶粒子的方法包括以下步骤，如图2所示：
步骤S110、向反应容器中加入去离子水、碳酸氢钠、苯乙烯、二乙烯基苯。
步骤S120、升温至70～85℃，并保持该温度不变。
步骤S130、按顺序加入对苯乙烯磺酸钠和过硫酸钾。
步骤S140、调节搅拌转速至120～360r/min，搅拌16～24h。
步骤S150、经离心清洗、超声分散和烘干得到乳胶粒子。
其中，去离子水、碳酸氢钠、苯乙烯、二乙烯基苯、对苯乙烯磺酸钠和过硫酸钾的质量比为1000～3000：0.2～2.0：120～450：6～90：0.01～2.8：0.5～2.2。
在步骤S200，表面改性处理包括修饰负电荷或修饰正电荷两种方式：
如图3所示，修饰负电荷包括以下步骤：
S210、制备悬浮液。
取乳胶粒子通过机械搅拌和超声处理使之分散于去离子水中，得到固含量0.1％～2％的悬浮液；
S220、加入改性剂。
加入占乳胶粒子质量比的5％～30％的改性剂十二烷基硫酸钠或对苯乙烯磺酸钠。
S230、升温并搅拌。
搅拌转速100～250r/min，温度50～70℃下搅拌8～24h。
S240、离心清洗、超声分散和烘干。
如图4所示，修饰正电荷包括以下步骤：
S210’、制备悬浮液。
取乳胶粒子通过机械搅拌和超声处理使之分散于无水乙醇中，得到固含量0.1％～2％的悬浮液。
S220’、加入改性剂。
加入占乳胶粒子质量比的10％～50％的改性剂3-氨丙基三乙氧基硅烷。
S230’、升温并搅拌。
搅拌转速80～160r/min，温度20～35℃下搅拌8～24h。
S240’、离心清洗、超声分散和烘干。
通过上述步骤制备获得的聚合物浊度标准物质用纳米粒子为粒径100～500nm的单分散交联聚苯乙烯乳胶粒子、密度为1.05g/cm3；
其表面修饰高密度同性电荷：
负电荷Zeta电位在﹣60mV～﹣40mV；
或正电荷Zeta电位在40mV～60mV。
将上述步骤制得的聚合物浊度标准物质用纳米粒子分散于超纯水中，配制成低浊度的的聚合物浊度标准溶液，可在常温储存条件下，浊度量值稳定2年。
实施例1、聚合物浊度标准物质用纳米粒子(粒径100nm)
一种聚合物浊度标准物质用纳米粒子，为粒径100nm的单分散交联聚苯乙烯乳胶粒子，粒子表面修饰有高密度的正电荷，Zeta电位为40mV～60mV。
上述聚合物浊度标准物质用纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备乳胶粒子
向反应容器中加入去离子水2500mL、碳酸氢钠1.63g、苯乙烯180g和二乙烯基苯27g。
升温至75℃并保持该温度。
按顺序加入对苯乙烯磺酸钠2.66g和过硫酸钾0.81g。
调节搅拌转速至200r/min，搅拌22h。
经离心清洗、超声分散和烘干处理得到乳胶粒子。
(2)乳胶粒子表面改性，修饰正电荷：
取乳胶粒子通过机械搅拌和超声处理使之分散于无水乙醇中，得到固含量0.2％的均匀悬浮液。
加入占乳胶粒子质量比40％的改性剂3-氨丙基三乙氧基硅烷。
搅拌转速120r/min，温度30℃下搅拌18h。
离心清洗、超声分散和烘干处理得到聚合物浊度标准物质用纳米粒子。
测试结果表明，上述聚合物浊度标准物质用纳米粒子，其平均粒径为102.7nm，分散系数(PDI)为0.014，具有很窄的粒径分布。纳米粒子的Zeta电位分布图见图5，Zeta电位：48.6mV，Zeta Deviation：5.66mV，表明体系具有很好的稳定性。将上述聚合物浊度标准物质用纳米粒子分散于超纯水中，配制成20NTU的聚合物浊度标准溶液。该聚合物浊度标准溶液可在常温储存条件下，浊度量值稳定2年。
实施例2、聚合物浊度标准物质用纳米粒子(粒径300nm)
一种聚合物浊度标准物质用纳米粒子，为粒径300nm的单分散交联聚苯乙烯乳胶粒子，粒子表面修饰有高密度的负电荷，Zeta电位为-60mV～-40mV。
上述聚合物浊度标准物质用纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备乳胶粒子
向反应容器中加入去离子水1800mL、碳酸氢钠1.22g、苯乙烯240g和二乙烯基苯32g。
升温至83℃并保持该温度。
按顺序加入对苯乙烯磺酸钠0.77g和过硫酸钾1.34g。
调节搅拌转速至150r/min，搅拌16h。
经离心清洗、超声分散和烘干处理得到乳胶粒子。
(2)乳胶粒子表面改性，修饰负电荷：
取乳胶粒子通过机械搅拌和超声处理使之分散于去离子水中，得到固含量1％的悬浮液。
加入占乳胶粒子质量比20％的改性剂十二烷基硫酸钠。
搅拌转速170r/min，温度55℃下搅拌12h。
经离心清洗、超声分散和烘干处理得到聚合物浊度标准物质用纳米粒子。
测试结果表明，上述聚合物浊度标准物质用纳米粒子，粒径分布图见图6，其平均粒径为297.7nm，分散系数(PDI)为0.007，具有很窄的粒径分布。Zeta电位：-47.4mV，ZetaDeviation：5.88mV，表明体系具有很好的稳定性。将上述聚合物浊度标准物质用纳米粒子分散于超纯水中，配制成100NTU的聚合物浊度标准溶液。该聚合物浊度标准溶液可在常温储存条件下，浊度量值稳定2年。
实施例3、聚合物浊度标准物质用纳米粒子(粒径450nm)
一种聚合物浊度标准物质用纳米粒子，为粒径450nm的单分散交联聚苯乙烯乳胶粒子，粒子表面修饰有高密度的正电荷，Zeta电位为40mV～60mV。
上述聚合物浊度标准物质用纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备乳胶粒子
向反应容器中加入去离子水3000mL、碳酸氢钠1.87g、苯乙烯420g和二乙烯基苯42g。
升温至80℃并保持该温度。
按顺序加入对苯乙烯磺酸钠0.07g和过硫酸钾1.93g。
调节搅拌转速至320r/min，搅拌16h。
经离心清洗、超声分散和烘干处理得到乳胶粒子。
(2)乳胶粒子表面改性，修饰正电荷：
取乳胶粒子通过机械搅拌和超声处理使之分散于无水乙醇中，得到固含量2％的悬浮液。
然后加入占乳胶粒子质量比50％的改性剂3-氨丙基三乙氧基硅烷。
搅拌转速150r/min，温度25℃下搅拌10h。
经离心清洗、超声分散和烘干处理得到聚合物浊度标准物质用纳米粒子。
测试结果表明，上述聚合物浊度标准物质用纳米粒子，其平均粒径为454.3nm，分散系数(PDI)为0.010，具有很窄的粒径分布。Zeta电位：57.8mV，Zeta Deviation：6.26mV，表明体系具有很好的稳定性。扫描电镜照片见图7，纳米粒子具有良好的球形度，粒径分布均匀，且表面光滑、无破损、无缺陷。将上述聚合物浊度标准物质用纳米粒子分散于超纯水中，配制成50NTU的聚合物浊度标准溶液。该聚合物浊度标准溶液可在常温储存条件下，浊度量值稳定2年。
实施例4、聚合物浊度标准物质用纳米粒子(粒径200nm)
一种聚合物浊度标准物质用纳米粒子，为粒径200nm的单分散交联聚苯乙烯乳胶粒子，粒子表面修饰有高密度的负电荷，Zeta电位为-60mV～-40mV。
上述聚合物浊度标准物质用纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备乳胶粒子
向反应容器中加入去离子水1200mL、碳酸氢钠0.39g、苯乙烯130g和二乙烯基苯13g。
升温至78℃并保持该温度。
按顺序加入对苯乙烯磺酸钠0.24g和过硫酸钾0.60g。
调节搅拌转速至130r/min，搅拌19h。
经离心清洗、超声分散和烘干处理得到乳胶粒子。
(2)乳胶粒子表面改性，修饰负电荷：
取乳胶粒子通过机械搅拌、超声处理使之分散于去离子水中，得到固含量1.5％的悬浮液。
加入占乳胶粒子质量比10％的改性剂对苯乙烯磺酸钠。
搅拌转速210r/min，温度60℃下搅拌24h。
经离心清洗、超声分散和烘干处理得到聚合物浊度标准物质用纳米粒子。
测试结果表明，上述聚合物浊度标准物质用纳米粒子，其平均粒径为206.9nm，分散系数(PDI)为0.005，具有很窄的粒径分布。纳米粒子的Zeta电位分布图见图8，Zeta电位：-59.8mV，Zeta Deviation：6.14mV，表明体系具有很好的稳定性。将上述聚合物浊度标准物质用纳米粒子分散于超纯水中，配制成10NTU的聚合物浊度标准溶液。该聚合物浊度标准溶液可在常温储存条件下，浊度量值稳定2年。
实施例5(对比例)、聚合物浊度标准物质用纳米粒子(粒径200nm)
实施例4的对比例。
将粒径200nm的单分散交联聚苯乙烯乳胶粒子不经表面改性处理，直接用作聚合物浊度标准物质用纳米粒子。
制备方法同实施例4步骤(1)，将乳胶粒子作为聚合物浊度标准物质用纳米粒子。
测试结果表明，上述聚合物浊度标准物质用纳米粒子，其平均粒径为203.3nm，分散系数(PDI)为0.003，具有很窄的粒径分布。Zeta电位分布图见图9，Zeta电位：-12.3mV，Zeta Deviation：3.52mV，表明未经改性处理的纳米粒子表面本身携带少量负电荷。将上述聚合物浊度标准物质用纳米粒子分散于超纯水中，配制成10NTU的聚合物浊度标准溶液。该聚合物浊度标准溶液可在常温储存条件下，浊度量值稳定3个月。
实施例4和实施例5中纳米粒子配制的聚合物浊度标准溶液的稳定性测试数据见表1，表中数据为20组数据的平均值，浊度单位为NTU。
表1聚合物浊度标准溶液的稳定性
实施例1～4聚合物浊度标准溶液的稳定性测试见图10；实施例4～5聚合物浊度标准溶液的稳定性测试见图11。由图中曲线及表1数据可见，本发明纳米粒子配制的聚合物浊度标准溶液具有非常好的稳定性，在常温储存条件下，浊度量值可稳定24个月；采用未经表面改性处理的纳米粒子制备的聚合物浊度标准溶液，只能稳定3个月，之后浊度值呈下降趋势。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种聚合物浊度标准物质用纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
提供乳胶粒子；
对所述乳胶粒子进行表面改性处理；
所述乳胶粒子的粒径为100～500nm；
所述对所述乳胶粒子进行表面改性处理包括在所述乳胶粒子表面修饰高密度的同性电荷；
其中，所述高密度同性电荷包括：
负电荷Zeta电位在﹣60mV～﹣40mV；
或正电荷Zeta电位在40mV～60mV。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乳胶粒子通过聚合反应制备获得，制备乳胶粒子的步骤包括：
向反应容器中加入去离子水、碳酸氢钠、苯乙烯、二乙烯基苯；
升温至70～85℃，并保持该温度不变；
按顺序加入对苯乙烯磺酸钠和过硫酸钾；
搅拌16～24h；
经离心清洗、超声分散和烘干得到乳胶粒子。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，去离子水、碳酸氢钠、苯乙烯、二乙烯基苯、对苯乙烯磺酸钠和过硫酸钾的质量配比为1000～3000：0.2～2.0：120～450：6～90：0.01～2.8：0.5～2.2。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述对所述乳胶粒子进行表面改性处理包括修饰正电荷或修饰负电荷。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述修饰负电荷的方法包括：
制备乳胶粒子固含量0.1％～2％的去离子水悬浮液；
加入占乳胶粒子质量的5％～30％的改性剂十二烷基硫酸钠或对苯乙烯磺酸钠；
温度50～70℃下搅拌8～24h；
离心清洗、超声分散和烘干。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述修饰正电荷的方法包括：
制备乳胶粒子固含量0.1％～2％的无水乙醇悬浮液；
加入占乳胶粒子质量的10％～50％的改性剂3-氨丙基三乙氧基硅烷；
温度20～35℃下搅拌8～24h；
离心清洗、超声分散和烘干。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述悬浮液是通过机械搅拌和超声处理使所述乳胶粒子分散于去离子水或无水乙醇中得到的。
8.一种聚合物浊度标准物质用纳米粒子，其特征在于，所述聚合物浊度标准物质用纳米粒子为粒径100～500nm，密度1.05g/cm3且表面修饰高密度同性电荷的单分散交联聚苯乙烯乳胶粒子；
其中，所述高密度同性电荷包括：
负电荷Zeta电位在﹣60mV～﹣40mV；
或正电荷Zeta电位在40mV～60mV。
9.根据权利要求8所述聚合物浊度标准物质用纳米粒子，其特征在于，所述纳米粒子根据权利要求1至7中任一项所述的制备方法得到。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810062294.9A CN108285506B (zh) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | 一种聚合物浊度标准物质用纳米粒子及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810062294.9A CN108285506B (zh) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | 一种聚合物浊度标准物质用纳米粒子及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108285506A CN108285506A (zh) | 2018-07-17 |
| CN108285506B true CN108285506B (zh) | 2020-05-22 |
Family
ID=62835730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810062294.9A Active CN108285506B (zh) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | 一种聚合物浊度标准物质用纳米粒子及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108285506B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110609016B (zh) * | 2019-06-10 | 2022-12-13 | 上海市计量测试技术研究院(中国上海测试中心、华东国家计量测试中心、上海市计量器具强制检定中心) | 一种校准用标准物质及其配制方法和应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10195103A (ja) * | 1997-01-14 | 1998-07-28 | Chisso Corp | 多孔性球状セルロース粒子及びその製造方法 |
| CN103111246A (zh) * | 2013-01-29 | 2013-05-22 | 山东省产品质量监督检验研究院 | 纳米颗粒尺度标准物质的制备方法 |
| CN106248462A (zh) * | 2016-10-14 | 2016-12-21 | 北京海岸鸿蒙标准物质技术有限责任公司 | 用于校准粒度测定仪的宽分布颗粒标准物质及其制备方法 |
| CN106478857A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-03-08 | 北京海岸鸿蒙标准物质技术有限责任公司 | 用于校准尘埃粒子计数器的标准物质及其制备方法 |
-
2018
- 2018-01-23 CN CN201810062294.9A patent/CN108285506B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10195103A (ja) * | 1997-01-14 | 1998-07-28 | Chisso Corp | 多孔性球状セルロース粒子及びその製造方法 |
| CN103111246A (zh) * | 2013-01-29 | 2013-05-22 | 山东省产品质量监督检验研究院 | 纳米颗粒尺度标准物质的制备方法 |
| CN106248462A (zh) * | 2016-10-14 | 2016-12-21 | 北京海岸鸿蒙标准物质技术有限责任公司 | 用于校准粒度测定仪的宽分布颗粒标准物质及其制备方法 |
| CN106478857A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-03-08 | 北京海岸鸿蒙标准物质技术有限责任公司 | 用于校准尘埃粒子计数器的标准物质及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108285506A (zh) | 2018-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kaasalainen et al. | Size, stability, and porosity of mesoporous nanoparticles characterized with light scattering | |
| Horák et al. | Effect of the reaction parameters on the particle size in the dispersion polymerization of 2‐hydroxyethyl and glycidyl methacrylate in the presence of a ferrofluid | |
| Chen et al. | Characteristic aspects of formation of new particles during the growth of monosize silica seeds | |
| Xu et al. | Room‐temperature preparation and characterization of poly (ethylene glycol)‐coated silica nanoparticles for biomedical applications | |
| Karg et al. | Smart inorganic/organic hybrid microgels: Synthesis and characterisation | |
| Marsalek | Particle size and zeta potential of ZnO | |
| Schärtl | Crosslinked spherical nanoparticles with core–shell topology | |
| Bhattacharya et al. | Temperature‐, pH‐, and magnetic‐field‐sensitive hybrid microgels | |
| Butterworth et al. | Synthesis and characterization of polypyrrole–magnetite–silica particles | |
| US20050014851A1 (en) | Colloidal core-shell assemblies and methods of preparation | |
| Chen et al. | Colloidal platinum nanoparticles stabilized by vinyl polymers with amide side chains: Dispersion stability and catalytic activity in aqueous electrolyte solutions | |
| Bouyer et al. | Hydrophilic block copolymer-directed growth of lanthanum hydroxide nanoparticles | |
| Philipse | Quantitative aspects of the growth of (charged) silica spheres | |
| US7691175B2 (en) | Granular metal powder | |
| Bala et al. | Preparation of BaSO4 nanoparticles with self-dispersing properties | |
| Tai et al. | A simple method for synthesis of thermal responsive silica nanoparticle/PNIPAAm hybrids | |
| CN108285506B (zh) | 一种聚合物浊度标准物质用纳米粒子及其制备方法 | |
| CN108458992B (zh) | 一种聚合物悬浮液浊度标准物质及其制备方法 | |
| Liu et al. | Properties of poly (N-isopropylacrylamide)-grafted colloidal silica | |
| CN105504266A (zh) | 一种消光聚酰胺-6及其制备方法 | |
| Marmey et al. | Polystyrene latex particles bearing primary amine groups via soap‐free emulsion polymerization | |
| EP3954744B1 (en) | Aqueous particle dispersion and process for forming an aqueous particle dispersion | |
| Macková et al. | Magnetic poly (N‐isopropylacrylamide) microspheres by dispersion and inverse emulsion polymerization | |
| CN108822738B (zh) | 一种琉璃化学抛光液 | |
| Xie et al. | Double-sided coordination assembly: superparamagnetic composite microspheres with layer-by-layer structure for protein separation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Nanoparticles for polymer turbidity reference materials and their preparation method Granted publication date: 20200522 Pledgee: Beijing Daxing Development Rongda Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: BEIJING HAIANHONGMENG REFERENCE MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2024990000035 |