CN115746389A - 一种氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球及其制备方法;所述氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球包括氨基、磺酸基双功能基团多孔微球和磁性材料,所述磁性材料原位沉积于氨基、磺酸基双功能基团多孔微球中,所述双功能磁性聚合物微球的CV<5%,饱和磁性强度≥15emu/g,矫顽力<70G。本发明通过分散聚合制备单分散种子微球;种子溶胀法制备单分散多孔微球;将所述单分散多孔微球进行磺酸化反应和氨化反应,得到氨基、磺酸基双功能基团多孔微球;原位沉积法制备裸磁微球;所述裸磁微球和单体聚合得到双功能磁性聚合物微球。本发明的磁性微球具有超顺磁性,同时具有高磁含量、高单分散性的特点,也具备大批量生产的能力。
Description
技术领域
本发明属于磁性材料技术领域,具体涉及一种氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球及其制备方法。
背景技术
磁性微球通常是由磁性材料和高分子聚合物或无机材料进行复合而成的功能微球,一般尺寸为微米级别。由于其表面功能性和超顺磁性,可以广泛地应用在多个领域,包括生物分离、体外诊断、生化合成、食品检测等。
目前,制备磁性微球的方法多使用聚合的方法,包括分散聚合、悬浮聚合、乳液聚合和种子聚合等方法,让聚合物包覆改性的磁性粒子形成磁性微球,这种方法的简便易行,但存在产品磁含量低、单分散性差、表面基团含量低等缺点;
目前,已经报道出多种方法制备磁性微球,如中国专利CN112175150A公布的方法,该方法使用种子溶胀法制备改性的多孔微球,通过调节pH与功能化磁性颗粒进形静电吸附,再包覆一层聚合物制成磁性微球。此法以静电吸附进行磁性粒子吸附,制得磁性微球的磁含量低,反应不灵敏,难以进行有效应用。
中国专利CN113578214A公布了一种制备微米级磁性多孔微球的制备方法,将磁性颗粒沉积于种子微球后用二氧化硅将其包覆得到复合微球,再将其进行种子溶胀共聚后再沉积磁性粒子,用二氧化硅进行二次包覆。该法的步骤繁琐,稳定性差,不利于大规模工业化生产。
发明内容
针对上述现有技术所存在的不足,如磁性微球的磁含量低、稳定性差、粒径分布差、单分散性差等,本发明旨在提出一种具有磁反应时间短、高磁含量、磁封闭性强、高单分散性、超顺磁性的氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球及其制备方法,并且在保持着良好性能的情况下能够进行大规模生产。
本发明利用在微球表面修饰双基团,更大程度地在磁化过程中吸收二价铁离子和三价铁离子,生成更多的磁性粒子。本发明使用带环氧基单体聚合制成多孔微球,再进行氨基化和磺酸化,进行铁盐吸附后在孔道原位生成磁性粒子,制成双功能基团的磁性微球。该方法制备出的磁性微球磁含量高、粒径均一、呈单分散性。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球,包括氨基、磺酸基双功能基团多孔微球和磁性材料,所述磁性材料原位沉积于氨基、磺酸基双功能基团多孔微球中,所述氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球的CV<5%,饱和磁性强度≥15emu/g,矫顽力<70G。
优选的,所述氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球的饱和磁性强度≥20emu/g,矫顽力<45G。
上述的氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球的制备方法,包括以下步骤:
(1)分散聚合制备单分散种子微球;
(2)带环氧基的单体和步骤(1)所述单分散种子微球通过种子溶胀法制备单分散多孔微球;
(3)将步骤(2)所述单分散多孔微球进行磺酸化反应和氨化反应,得到氨基、磺酸基双功能基团多孔微球;
(4)步骤(3)氨基、磺酸基双功能基团多孔微球原位沉积法制备裸磁微球;
(5)步骤(4)所述裸磁微球和单体聚合得到氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球。
优选的,步骤(1)所述分散聚合制备单分散种子微球包括以下步骤:
(1-1)取分散剂溶于有机溶剂中,得溶液1;
(1-2)取引发剂溶解于单体中,加入到溶液1中,得溶液2,进行聚合反应;
(1-3)将聚合反应后的粗乳液进行离心、过滤纯化,得到种子微球。
进一步优选的,步骤(1-1)中,所述有机溶剂为乙醇;
进一步优选的,步骤(1-1)中,所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮;
进一步优选的,步骤(1-2)中,所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、偶氮二异戊腈、过氧化氢异丙苯和偶氮二异庚腈中的任意一种。
进一步优选的,步骤(1-2)中,所述的单体为苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸异氰基乙酯中的任意一种。
进一步优选的,步骤(1-2)中,所述分散剂在溶液2中的质量百分比为0.5%~5.0%;所述引发剂在溶液2中的质量百分比为0.1%~1.0%;所述单体在溶液2中的质量百分比为3%~25%;所述聚合反应的搅拌速度为30rpm~200rpm;所述聚合反应的反应温度为70℃~85℃,时间为12-36h;所述聚合反应在保护气氛中进行。
优选的,步骤(2)所述种子溶胀法制备单分散多孔微球包括以下步骤:
(2-1)将溶胀剂与表面活性剂溶液混合,加入到步骤(1)所述种子微球的水溶液中得溶胀剂溶液,搅拌得到活化的溶胀溶液;
(2-2)将带环氧基的单体、交联剂、致孔剂、引发剂与表面活性剂溶液混合得混合液,进行预乳化后进行超声混匀,得到单体乳化溶液;
(2-3)将步骤(2-2)的单体乳化溶液加入到步骤(2-1)活化的的溶胀溶液中,室温搅拌;加入稳定剂和水相阻聚剂的水溶液,进行聚合反应;
(2-4)聚合反应结束后,将得到的粗乳液进行离心、过滤纯化,得到单分散多孔微球。
进一步优选的,步骤(2-1)所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基氨基丙酸、十八烷基二羟乙基氧化胺和吐温-20中的任意一种。
进一步优选的,步骤(2-1)中所述的溶胀剂为邻苯二甲酸二丁酯、三氯甲烷、二氯甲烷、甲苯、四氢呋喃、丙酮和环己烷中的任意一种。
进一步优选的,步骤(2-1)中所述溶胀剂溶液中溶胀剂的质量浓度为0.1%~2%,表面活性剂的质量浓度为0.05%~1%,单分散种子微球的质量浓度为1%~10%;
进一步优选的,步骤(2-2)中所述的交联剂为二乙烯苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二异氰酸酯和N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的任意一种;所述的致孔剂为甲苯、邻苯二甲酸二丁酯、三氯甲烷和二氯甲烷中的任意一种;所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、偶氮二异戊腈、过氧化氢异丙苯和偶氮二异庚腈中的任意一种;所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基氨基丙酸、十八烷基二羟乙基氧化胺和吐温-20中的任意一种;
进一步优选的,步骤(2-2)中所述带环氧基的单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯;
进一步优选的,步骤(2-2)中所述混合液中带环氧基的单体的质量浓度为1%~10%,交联剂的质量浓度为0.1%~2%,致孔剂的质量浓度为0.1%~2%,引发剂的质量浓度为0.05%~1%,表面活性剂的质量浓度为0.05%~1%;
进一步优选的,步骤(2-2)中所述预乳化的温度为20-60℃,时间为5-60min,搅拌速率为200-600rpm;所述超声的功率为400-100W,时间为1-20min;
进一步优选的,步骤(2-3)所述聚合反应的反应温度为70℃~85℃,时间为10-30h;所述单体乳化溶液和活化的的溶胀溶液的体积比为5:1-5;
进一步优选的,步骤(2-3)中所述的稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇中的任意一种;所述的水相阻聚剂为亚硝酸钠和氯化亚铜中的任意一种;所述稳定剂和水相阻聚剂的水溶液中稳定剂的质量浓度为1%~10%,水相阻聚剂的质量浓度为0.05%~1%;所述稳定剂和水相阻聚剂的水溶液和单体乳化溶液的体积比为0.5-2:2。
优选的,步骤(3)中所述磺酸化反应具体包括:将单分散多孔微球与浓硫酸混合,升温反应后进行洗涤,得到磺酸化单分散多孔微球;
进一步优选的,所述升温反应的温度为70℃~85℃,时间为8-16h;所述单分散多孔微球与浓硫酸的质量体积比为1g:10-30mL;
优选的,步骤(3)中所述氨化反应具体包括:将磺酸化反应后的单分散多孔微球与乙二胺混合,升温反应后进行洗涤,得到氨基、磺酸基双功能基团多孔微球;
进一步优选的,所述升温反应的温度为70℃~85℃,时间为8-16h;所述磺酸化反应后的单分散多孔微球与乙二胺的质量体积比为1g:1-10mL。
优选的,步骤(4)中所述原位沉积法制备裸磁微球具体为:
(4-1)将可溶性二价铁盐和可溶性三价铁盐溶解于水中,加入盐酸和氨基、磺酸基双功能基团多孔微球,进行铁盐吸附;
(4-2)将吸附后的混合溶液进行离心,去除上清液后,加入盐酸,通惰性气体,搅拌;
(4-3)在惰性气体气氛下加入氨水,反应后将溶液进行洗涤,直至洗脱液呈中性并澄清透明,得到未包覆氨基、磺酸基双功能磁性微球;
(4-4)将未包覆氨基、磺酸基双功能磁性微球进行磁分离、洗涤,去除杂质,得到裸磁微球;
进一步优选的,步骤(4-1)所述可溶性二价铁盐为氯化亚铁、硫酸亚铁,所述可溶性三价铁盐为氯化铁、硫酸铁;所述可溶性二价铁盐的物质的量、可溶性三价铁盐的物质的量和氨基、磺酸基双功能基团多孔微球的质量比为1-5moL:0.5-3moL:20-30g;所述氨基、磺酸基双功能基团多孔微球与水的质量体积比为1g:50-200mL;
进一步优选的,步骤(4-1)所述盐酸和氨基、磺酸基双功能基团多孔微球的质量比为20-30:20-40;
进一步优选的,步骤(4-2)中所述搅拌速度为300rpm~800rpm;所述温度为75℃~95℃;所述盐酸和氨基、磺酸基双功能基团多孔微球的体积质量比为0.5-3mL:30g;
进一步优选的,步骤(4-3)中所述氨水和氨基、磺酸基双功能基团多孔微球的体积质量比为5-20mL:30g;所述反应的温度为75℃~95℃,时间为2-10h;
进一步优选的,步骤(4-3)中所述的洗涤溶剂为水、乙醇、盐酸的任意一种。
本发明在原位沉积磁性粒子时加入盐酸,能够减缓磁性粒子生成后微球之间的聚沉现象;
优选的,步骤(5)所述裸磁微球和单体聚合具体包括:
(5-1)将溶胀剂与表面活性剂溶液混合,超声混匀后,与所述裸磁微球进行混合,室温搅拌,得溶液1;
(5-2)将单体、交联剂、引发剂与表面活性剂溶液混合,进行预乳化后进行超声混匀,得溶液2,加入到溶液1中,升温反应并同时进行搅拌;
(5-3)反应结束后,将得到的粗乳液进行离心、多次过滤纯化,得到磁性微球。
进一步优选的,步骤(5-1)所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基氨基丙酸、十八烷基二羟乙基氧化胺和吐温-20中的任意一种。
进一步优选的,步骤(5-1)中所述的溶胀剂为邻苯二甲酸二丁酯、三氯甲烷、二氯甲烷、甲苯、四氢呋喃、丙酮和环己烷中的任意一种。
进一步优选的,步骤(5-1)中所述表面活性剂溶液的浓度为0.1%-0.5%;所述溶胀剂、表面活性剂和裸磁微球的质量比为5-15:0.1-1:20;
进一步优选的,步骤(5-2)中所述的交联剂为二乙烯苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二异氰酸酯和N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的任意一种;所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、偶氮二异戊腈、过氧化氢异丙苯和偶氮二异庚腈中的任意一种;所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基氨基丙酸、十八烷基二羟乙基氧化胺和吐温-20中的任意一种;
进一步优选的,步骤(5-2)中所述表面活性剂溶液的浓度为0.1%-0.5%;所述单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸中的至少一种;所述单体、交联剂、引发剂与表面活性剂的质量比为50-100:1-20:1-10:1-10;
进一步优选的,步骤(5-2)中所述升温反应的反应温度为70℃~85℃,时间为10-30h。
本发明相对于现有技术,具有如下的优点及有益效果:
磺酸基团对于二价铁离子具有很强的吸附能力,而氨基对于二价、三价铁离子均有较强的吸附能力,通过这两个基团的结合可以达到增强对铁离子吸附能力的目的。与现有技术相比,本发明所制得的磁性微球具有超顺磁性,同时具有高磁含量、高单分散性的特点,也具备大批量生产的能力。
附图说明
图1为实施例1的聚合物磁性微球的扫描电子显微镜(SEM)表征图;
图2为实施例1的聚合物磁性微球的扫描电子显微镜(SEM)表征图;
图3为对比例1的磺酸基单基团聚合物磁性微球的振动样品磁强计(VSM)表征结果图。
图4为对比例2的氨基单基团聚合物磁性微球的振动样品磁强计(VSM)表征结果图。
图5为实施例1的聚合物磁性微球的振动样品磁强计(VSM)表征结果图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的具体实施作进一步说明,但本发明的实施和保护不限于此。需指出的是,以下若有未特别详细说明之过程,均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,视为可以通过市售购买得到的常规产品。
以下实施例所用的浓硫酸浓度为95-98%;盐酸浓度为36-38%;氨水浓度为25-28%。
实施例1
(1)称取60g聚乙烯吡咯烷酮完全溶解在2000g乙醇中,将其加入5L三口圆底烧瓶中,在70℃下以150rpm进行搅拌预热20min,再将150g单体苯乙烯和2.5g引发剂偶氮二异丁腈在40℃下以400rpm转速搅拌溶解后加入到烧瓶中,通氮气清扫15min,在70℃油浴锅中以150rpm的转速搅拌反应24h。
(2)聚合反应结束后先将产物混合液用筛网过滤除去块状杂质,再用乙醇和水洗涤三次,用离心的方法将杂质除去,然后将聚合物微球分散在水溶液中,将聚苯乙烯种子微球溶液稀释成10wt%浓度。
经过扫描电子显微镜观察聚苯乙烯种子微球的形貌,可以观察到聚苯乙烯种子微球为球形颗粒,粒径为3.1μm,通过重量法测定种子微球的转化率,计算出种子微球的转化率为94%。
(3)称取3.5g邻苯二甲酸二丁酯加入500g 0.25%十二烷基硫酸钠溶液中,进行超声分散,加入到300g的10wt%聚苯乙烯种子微球溶液中,将其置于冰水浴中,以650W的功率进行超声5min,得到溶胀剂溶液,加入到四口烧瓶中,在40℃下溶胀4h,升温速率为1.5℃/min,转速200rpm,得到活化的溶胀溶液;
(4)称取2.4g十二烷基硫酸钠加入到2000mL超纯水中,得到水相溶液,称取4g引发剂偶氮二异庚腈和20g交联剂二乙烯苯、80g单体甲基丙烯酸缩水甘油酯、20g致孔剂甲苯,混合均匀后加入水相溶液,在40℃下以400rpm转速搅拌20min进行预乳化得到粗乳液,将装有粗乳液的容器置于冰水浴中,再以650W的功率进行超声5min,得到单体乳化溶液;
(5)将步骤(4)所得单体乳化溶液加入到步骤(3)所得活化的溶胀溶液溶液中,通氮气清扫20min,在25℃下溶胀20h,然后加入50g聚乙二醇稳定剂、3g亚硝酸钠水相阻聚剂和950g水,将反应温度升到70℃,升温速率为1.5℃/min,以200rpm转速反应20h,反应结束后以5000rpm的转速进行离心三次,每次10min,再用去离子水进行多次洗涤,得到聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔微球。
经过扫描电子显微镜观察聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔微球的形貌,可以观察到聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔微球为球形颗粒,粒径为5.5μm左右。
(6)取20g聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔微球与400mL浓硫酸混合,在85℃下反应10h,离心去除上清液,加入水反复洗涤5-6次,得到磺酸化多孔微球。取20g磺酸化多孔微球与100mL乙二胺混合,在85℃下反应10h,离心去除上清液,加入水反复洗涤5-6次,得到双功能基团多孔微球。
(7)取400g氯化亚铁和250g氯化铁溶于3000mL水中,完全溶解后离心去除杂质,保留上清液,得到铁盐溶液。将30g磺酸化多孔微球、20g盐酸和铁盐溶液混合,进行超声分散后,以600rpm的转速进行搅拌吸附4h。吸附后的混合溶液进行离心,去除上清液后,将底部微球加入反应容器,加入1mL盐酸,通氮气,以400rpm的转速搅拌并升温至85℃;在氮气气氛下加入10mL氨水,反应后6h后,将溶液进行洗涤,直至洗脱液呈中性并澄清透明,得到裸磁聚合物磁珠。
(8)取20g裸磁聚合物磁珠于反应容器中,将10g邻苯二甲酸二丁酯、250mL 0.25%十二烷基硫酸钠溶液进行混合,然后以650W的功率进行超声5min,加入到反应容器中,以400rpm转速在30℃下进行溶胀12h。
(9)将50g甲基丙烯酸缩水甘油酯、5g二乙烯苯、37.5g甲基丙烯酸、5g偶氮二异丁腈与2500mL 0.25%十二烷基硫酸钠溶液混合,以650W的功率进行超声10min,加入到反应容器中,以600rpm转速在75℃下进行反应12h。反应结束后,将得到的粗乳液进行三次离心、过滤纯化,稀释得到1%聚合物磁性微球溶液。
经过扫描电子显微镜观察聚合物磁性微球的形貌,可以观察到聚合物磁性微球为球形颗粒,粒径为6.1μm左右。
实施例2
(1)称取90g聚乙烯吡咯烷酮完全溶解在2000g乙醇中,将其加入5L三口圆底烧瓶中,在75℃下以150rpm进行搅拌预热20min,再将100g单体苯乙烯和1.5g引发剂过氧化二苯甲酰在40℃下以400rpm转速搅拌溶解后加入到烧瓶中,通氮气清扫15min,在75℃油浴锅中以150rpm的转速搅拌反应24h。
(2)聚合反应结束后先将产物混合液用筛网过滤除去块状杂质,再用乙醇和水洗涤三次,用离心的方法将杂质除去,然后将聚合物微球分散在水溶液中,将聚苯乙烯种子微球溶液稀释成10wt%浓度。
经过扫描电子显微镜观察聚苯乙烯种子微球的形貌,可以观察到聚苯乙烯种子微球为球形颗粒,粒径为1.5μm,通过重量法测定种子微球的转化率,计算出种子微球的转化率为92%。
(3)称取4.5g邻苯二甲酸二丁酯加入600g 0.25%十二烷基磺酸钠溶液中,进行超声分散,加入到400g的10wt%聚苯乙烯种子微球溶液中,将其置于冰水浴中,以650W的功率进行超声5min,得到溶胀剂溶液,加入到四口烧瓶中,在30℃下溶胀4h,升温速率为1.0℃/min,转速200rpm,得到活化的溶胀溶液;
(4)称取2.0g十二烷基磺酸钠加入到1700mL超纯水中,得到水相溶液,称取5g引发剂偶氮二异庚腈和25g交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯、90g单体甲基丙烯酸缩水甘油酯、25g致孔剂三氯甲烷,混合均匀后加入水相溶液,在40℃下以400rpm转速搅拌20min进行预乳化得到粗乳液,将装有粗乳液的容器置于冰水浴中,再以650W的功率进行超声5min,得到单体乳化溶液;
(5)将步骤(4)所得单体乳化溶液加入到步骤(3)所得活化的溶胀溶液溶液中,通氮气清扫20min,在30℃下溶胀20h,然后加入60g聚乙烯吡咯烷酮稳定剂、2.5g氯化亚铜水相阻聚剂和940g水,将反应温度升到75℃,升温速率为1.0℃/min,以200rpm转速反应20h,反应结束后以5000rpm的转速进行离心三次,每次10min,再用去离子水进行多次洗涤,得到聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔微球。
经过扫描电子显微镜观察聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔微球的形貌,可以观察到聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔微球为球形颗粒,粒径为3.1μm左右。
(6)取25g聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔微球与500mL浓硫酸混合,在80℃下反应10h,离心去除上清液,加入水反复洗涤5-6次,得到磺酸化多孔微球。取25g磺酸化多孔微球与150mL乙二胺混合,在80℃下反应10h,离心去除上清液,加入水反复洗涤5-6次,得到双功能基团多孔微球。
(7)取500g硫酸亚铁和150g硫酸铁溶于3000mL水中,完全溶解后离心去除杂质,保留上清液,得到铁盐溶液。将20g磺酸化多孔微球、30g盐酸和铁盐溶液混合,进行超声分散后,以600rpm的转速进行搅拌吸附4h。吸附后的混合溶液进行离心,去除上清液后,将底部微球加入反应容器,加入1mL盐酸,通氮气,以400rpm的转速搅拌并升温至85℃;在氮气气氛下加入10mL氨水,反应后6h后,将溶液进行洗涤,直至洗脱液呈中性并澄清透明,得到裸磁聚合物磁珠。
(8)取20g裸磁聚合物磁珠于反应容器中,将10g邻苯二甲酸二丁酯、250mL 0.25%十二烷基磺酸钠溶液进行混合,然后以650W的功率进行超声5min,加入到反应容器中,以400rpm转速在30℃下进行溶胀12h。
(9)将60g甲基丙烯酸缩水甘油酯、15g二甲基丙烯酸乙二醇酯、27.5g甲基丙烯酸、4g过氧化二苯甲酰与2300mL 0.25%十二烷基磺酸钠溶液混合,以650W的功率进行超声10min,加入到反应容器中,以600rpm转速在75℃下进行反应12h。反应结束后,将得到的粗乳液进行三次离心、过滤纯化,稀释得到1%聚合物磁性微球溶液。
经过扫描电子显微镜观察聚合物磁性微球的形貌,可以观察到聚合物磁性微球为球形颗粒,粒径为3.5μm左右。
实施例3
(1)称取75g聚乙烯吡咯烷酮完全溶解在2000g乙醇中,将其加入5L三口圆底烧瓶中,在70℃下以150rpm进行搅拌预热20min,再将120g单体苯乙烯和2.0g引发剂偶氮二异丁腈在40℃下以400rpm转速搅拌溶解后加入到烧瓶中,通氮气清扫15min,在70℃油浴锅中以50rpm的转速搅拌反应24h。
(2)聚合反应结束后先将产物混合液用筛网过滤除去块状杂质,再用乙醇和水洗涤三次,用离心的方法将杂质除去,然后将聚合物微球分散在水溶液中,将聚苯乙烯种子微球溶液稀释成10wt%浓度。
经过扫描电子显微镜观察聚苯乙烯种子微球的形貌,可以观察到聚苯乙烯种子微球为球形颗粒,粒径为2.0μm,通过重量法测定种子微球的转化率,计算出种子微球的转化率为96%。
(3)称取2.5g邻苯二甲酸二丁酯加入400g 0.25%十二烷基磺酸钠溶液中,进行超声分散,加入到350g的10wt%聚苯乙烯种子微球溶液中,将其置于冰水浴中,以650W的功率进行超声5min,得到溶胀剂溶液,加入到四口烧瓶中,在35℃下溶胀4h,升温速率为2.0℃/min,转速200rpm,得到活化的溶胀溶液;
(4)称取1.8g十二烷基苯磺酸钠加入到2000mL超纯水中,得到水相溶液,称取3.5g引发剂偶氮二异丁腈和30g交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、80g单体甲基丙烯酸缩水甘油酯、20g致孔剂二氯甲烷,混合均匀后加入水相溶液,在40℃下以400rpm转速搅拌20min进行预乳化得到粗乳液,将装有粗乳液的容器置于冰水浴中,再以650W的功率进行超声9min,得到单体乳化溶液;
(5)将步骤(4)所得单体乳化溶液加入到步骤(3)所得活化的溶胀溶液溶液中,通氮气清扫20min,在35℃下溶胀20h,然后加入80g聚乙烯醇稳定剂、3.5g亚硝酸钠水相阻聚剂和920g水,将反应温度升到75℃,升温速率为2.0℃/min,以200rpm转速反应20h,反应结束后以5000rpm的转速进行离心三次,每次10min,再用去离子水进行多次洗涤,得到聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔微球。
经过扫描电子显微镜观察聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔微球的形貌,可以观察到聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔微球为球形颗粒,粒径为2.6μm左右。
(6)取25g聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔微球与600mL浓硫酸混合,在80℃下反应10h,离心去除上清液,加入水反复洗涤5-6次,得到磺酸化多孔微球。取25g磺酸化多孔微球与250mL乙二胺混合,在85℃下反应10h,离心去除上清液,加入水反复洗涤5-6次,得到双功能基团多孔微球。
(7)取400g硫酸亚铁和250g硫酸铁溶于3000mL水中,完全溶解后离心去除杂质,保留上清液,得到铁盐溶液。将25g磺酸化多孔微球、40g盐酸和铁盐溶液混合,进行超声分散后,以600rpm的转速进行搅拌吸附4h。吸附后的混合溶液进行离心,去除上清液后,将底部微球加入反应容器,加入1mL盐酸,通氮气,以400rpm的转速搅拌并升温至85℃;在氮气气氛下加入10mL氨水,反应后6h后,将溶液进行洗涤,直至洗脱液呈中性并澄清透明,得到裸磁聚合物磁珠。
(8)取25g裸磁聚合物磁珠于反应容器中,将12g邻苯二甲酸二丁酯、300mL 0.25%十二烷基磺酸钠溶液进行混合,然后以650W的功率进行超声5min,加入到反应容器中,以400rpm转速在35℃下进行溶胀12h。
(9)将50g甲基丙烯酸缩水甘油酯、10g N,N-亚甲基双丙烯酰胺、25g甲基丙烯酸、2g偶氮二异丁腈与2500mL 0.25%十二烷基苯磺酸钠溶液混合,以650W的功率进行超声10min,加入到反应容器中,以600rpm转速在70℃下进行反应12h。反应结束后,将得到的粗乳液进行三次离心、过滤纯化,稀释得到1%聚合物磁性微球溶液。
经过扫描电子显微镜观察聚合物磁性微球的形貌,可以观察到聚合物磁性微球为球形颗粒,粒径为3.0μm左右。
对比例1
(1)称取60g聚乙烯吡咯烷酮完全溶解在2000g乙醇中,将其加入5L三口圆底烧瓶中,在70℃下以150rpm进行搅拌预热20min,再将150g单体苯乙烯和2.5g引发剂偶氮二异丁腈在40℃下以400rpm转速搅拌溶解后加入到烧瓶中,通氮气清扫15min,在70℃油浴锅中以150rpm的转速搅拌反应24h。
(2)聚合反应结束后先将产物混合液用筛网过滤除去块状杂质,再用乙醇和水洗涤三次,用离心的方法将杂质除去,然后将聚合物微球分散在水溶液中,将聚苯乙烯种子微球溶液稀释成10wt%浓度。
经过扫描电子显微镜观察聚苯乙烯种子微球的形貌,可以观察到聚苯乙烯种子微球为球形颗粒,粒径为3.1μm,通过重量法测定种子微球的转化率,计算出种子微球的转化率为94%。
(3)称取3.5g邻苯二甲酸二丁酯加入500g 0.25%十二烷基硫酸钠溶液中,进行超声分散,加入到300g的10wt%聚苯乙烯种子微球溶液中,将其置于冰水浴中,以650W的功率进行超声5min,得到溶胀剂溶液,加入到四口烧瓶中,在40℃下溶胀4h,升温速率为1.5℃/min,转速200rpm,得到活化的溶胀溶液;
(4)称取2.4g十二烷基硫酸钠加入到2000mL超纯水中,得到水相溶液,称取4g引发剂偶氮二异庚腈和20g交联剂二乙烯苯、80g单体甲基丙烯酸缩水甘油酯、20g致孔剂甲苯,混合均匀后加入水相溶液,在40℃下以400rpm转速搅拌20min进行预乳化得到粗乳液,将装有粗乳液的容器置于冰水浴中,再以650W的功率进行超声5min,得到单体乳化溶液;
(5)将步骤(4)所得单体乳化溶液加入到步骤(3)所得活化的溶胀溶液溶液中,通氮气清扫20min,在25℃下溶胀20h,然后加入50g聚乙二醇稳定剂、3g亚硝酸钠水相阻聚剂和950g水,将反应温度升到70℃,升温速率为1.5℃/min,以200rpm转速反应20h,反应结束后以5000rpm的转速进行离心三次,每次10min,再用去离子水进行多次洗涤,得到聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔微球。
经过扫描电子显微镜观察聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔微球的形貌,可以观察到聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔微球为球形颗粒,粒径为5.5μm左右。
(6)取20g聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔微球与400mL浓硫酸混合,在85℃下反应10h,离心去除上清液,加入水反复洗涤5-6次,得到磺酸化多孔微球。
(7)取400g氯化亚铁和250g氯化铁溶于3000mL水中,完全溶解后离心去除杂质,保留上清液,得到铁盐溶液。将30g磺酸化多孔微球、20g盐酸和铁盐溶液混合,进行超声分散后,以600rpm的转速进行搅拌吸附4h。吸附后的混合溶液进行离心,去除上清液后,将底部微球加入反应容器,加入1mL盐酸,通氮气,以400rpm的转速搅拌并升温至85℃;在氮气气氛下加入10mL氨水,反应后6h后,将溶液进行洗涤,直至洗脱液呈中性并澄清透明,得到裸磁聚合物磁珠。
(8)取20g裸磁聚合物磁珠于反应容器中,将10g邻苯二甲酸二丁酯、250mL 0.25%十二烷基硫酸钠溶液进行混合,然后以650W的功率进行超声5min,加入到反应容器中,以400rpm转速在30℃下进行溶胀12h。
(9)将50g甲基丙烯酸缩水甘油酯、5g二乙烯苯、37.5g甲基丙烯酸、5g偶氮二异丁腈与2500mL 0.25%十二烷基硫酸钠溶液混合,以650W的功率进行超声10min,加入到反应容器中,以600rpm转速在75℃下进行反应12h。反应结束后,将得到的粗乳液进行三次离心、过滤纯化,稀释得到1%聚合物磁性微球溶液。
经过扫描电子显微镜观察聚合物磁性微球的形貌,可以观察到聚合物磁性微球为球形颗粒,粒径为6.3μm左右。
对比例2
(1)称取60g聚乙烯吡咯烷酮完全溶解在2000g乙醇中,将其加入5L三口圆底烧瓶中,在70℃下以150rpm进行搅拌预热20min,再将150g单体苯乙烯和2.5g引发剂偶氮二异丁腈在40℃下以400rpm转速搅拌溶解后加入到烧瓶中,通氮气清扫15min,在70℃油浴锅中以150rpm的转速搅拌反应24h。
(2)聚合反应结束后先将产物混合液用筛网过滤除去块状杂质,再用乙醇和水洗涤三次,用离心的方法将杂质除去,然后将聚合物微球分散在水溶液中,将聚苯乙烯种子微球溶液稀释成10wt%浓度。
经过扫描电子显微镜观察聚苯乙烯种子微球的形貌,可以观察到聚苯乙烯种子微球为球形颗粒,粒径为3.1μm,通过重量法测定种子微球的转化率,计算出种子微球的转化率为94%。
(3)称取3.5g邻苯二甲酸二丁酯加入500g 0.25%十二烷基硫酸钠溶液中,进行超声分散,加入到300g的10wt%聚苯乙烯种子微球溶液中,将其置于冰水浴中,以650W的功率进行超声5min,得到溶胀剂溶液,加入到四口烧瓶中,在40℃下溶胀4h,升温速率为1.5℃/min,转速200rpm,得到活化的溶胀溶液;
(4)称取2.4g十二烷基硫酸钠加入到2000mL超纯水中,得到水相溶液,称取4g引发剂偶氮二异庚腈和20g交联剂二乙烯苯、80g单体甲基丙烯酸缩水甘油酯、20g致孔剂甲苯,混合均匀后加入水相溶液,在40℃下以400rpm转速搅拌20min进行预乳化得到粗乳液,将装有粗乳液的容器置于冰水浴中,再以650W的功率进行超声5min,得到单体乳化溶液;
(5)将步骤(4)所得单体乳化溶液加入到步骤(3)所得活化的溶胀溶液溶液中,通氮气清扫20min,在25℃下溶胀20h,然后加入50g聚乙二醇稳定剂、3g亚硝酸钠水相阻聚剂和950g水,将反应温度升到70℃,升温速率为1.5℃/min,以200rpm转速反应20h,反应结束后以5000rpm的转速进行离心三次,每次10min,再用去离子水进行多次洗涤,得到聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔微球。
经过扫描电子显微镜观察聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔微球的形貌,可以观察到聚甲基丙烯酸缩水甘油酯多孔微球为球形颗粒,粒径为5.5μm左右。
(6)取20g多孔微球与100mL乙二胺混合,在85℃下反应10h,离心去除上清液,加入水反复洗涤5-6次,得到氨基功能基团多孔微球。
(7)取400g氯化亚铁和250g氯化铁溶于3000mL水中,完全溶解后离心去除杂质,保留上清液,得到铁盐溶液。将30g氨基多孔微球、20g盐酸和铁盐溶液混合,进行超声分散后,以600rpm的转速进行搅拌吸附4h。吸附后的混合溶液进行离心,去除上清液后,将底部微球加入反应容器,加入1mL盐酸,通氮气,以400rpm的转速搅拌并升温至85℃;在氮气气氛下加入10mL氨水,反应后6h后,将溶液进行洗涤,直至洗脱液呈中性并澄清透明,得到裸磁聚合物磁珠。
(8)取20g裸磁聚合物磁珠于反应容器中,将10g邻苯二甲酸二丁酯、250mL 0.25%十二烷基硫酸钠溶液进行混合,然后以650W的功率进行超声5min,加入到反应容器中,以400rpm转速在30℃下进行溶胀12h。
(9)将50g甲基丙烯酸缩水甘油酯、5g二乙烯苯、37.5g甲基丙烯酸、5g偶氮二异丁腈与2500mL 0.25%十二烷基硫酸钠溶液混合,以650W的功率进行超声10min,加入到反应容器中,以600rpm转速在75℃下进行反应12h。反应结束后,将得到的粗乳液进行三次离心、过滤纯化,稀释得到1%聚合物磁性微球溶液。
经过扫描电子显微镜观察聚合物磁性微球的形貌,可以观察到聚合物磁性微球为球形颗粒,粒径为5.9μm左右。
扫描电子显微镜(SEM)表征结果
图1、图2为实施例1的聚合物磁性微球的扫描电子显微镜(SEM)表征结果图。
从图1、图2可以看出:本发明制备的聚合物磁性微球粒径均一性高,具备高单分散性,CV<5%。
振动样品磁强计(VSM)表征结果
图3为对比例1磺酸基单基团聚合物磁性微球的振动样品磁强计(VSM)表征结果图。
图4为对比例2氨基单基团聚合物磁性微球的振动样品磁强计(VSM)表征结果图。
图5为实施例1的聚合物磁性微球的振动样品磁强计(VSM)表征结果图。
从图3可以看出,磺酸基单基团聚合物磁性微球饱和磁性强度:11.425emu/g,剩余磁性强度:3.3319emu/g,矫顽力:82.810G;
从图4可以看出,氨基单基团聚合物磁性微球饱和磁性强度:13.722emu/g,剩余磁性强度:2.3357emu/g,矫顽力:79.603G;
从图5可以看出,本发明制备的聚合物磁性微球饱和磁性强度:20.874emu/g,剩余磁性强度:2.3191emu/g,矫顽力:40.265G;
对比发现,本发明制备的聚合物磁性微球饱和磁性强度较高,高于一般商用磁性微球,且矫顽力很小,具备超顺磁性。
磁力吸附表征结果
对比例1制备的聚合物磁性微球在外磁场的作用下,磁性微球溶液从浑浊到上清液完全澄清所需要的时间为37s;
对比例2制备的聚合物磁性微球在外磁场的作用下,磁性微球溶液从浑浊到上清液完全澄清所需要的时间为35s;
实施例1制备的聚合物磁性微球在外磁场的作用下,磁性微球溶液从浑浊到上清液完全澄清所需要的时间为5s,磁响应速度快,且不存在磁性物质泄露的问题。
以上实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球,其特征在于,包括氨基、磺酸基双功能基团多孔微球和磁性材料,所述磁性材料原位沉积于氨基、磺酸基双功能基团多孔微球中,所述氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球的CV<5%,饱和磁性强度≥15emu/g,矫顽力<70G。
2.权利要求1所述的氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)分散聚合制备单分散种子微球;
(2)带环氧基的单体和步骤(1)所述单分散种子微球通过种子溶胀法制备单分散多孔微球;
(3)将步骤(2)所述单分散多孔微球进行磺酸化反应和氨化反应,得到氨基、磺酸基双功能基团多孔微球;
(4)步骤(3)所述氨基、磺酸基双功能基团多孔微球原位沉积法制备裸磁微球;
(5)步骤(4)所述裸磁微球和单体聚合得到氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球。
3.根据权利要求2所述的氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述分散聚合制备单分散种子微球包括以下步骤:
(1-1)取分散剂溶于有机溶剂中,得溶液1;
(1-2)取引发剂溶解于单体中,加入到溶液1中,得溶液2,进行聚合反应;
(1-3)将聚合反应后的粗乳液进行离心、过滤纯化,得到单分散种子微球;
步骤(2)所述种子溶胀法制备单分散多孔微球包括以下步骤:
(2-1)将溶胀剂与表面活性剂溶液混合,加入到步骤(1)所述单分散种子微球的水溶液中得溶胀剂溶液,搅拌得到活化的溶胀溶液;
(2-2)将带环氧基的单体、交联剂、致孔剂、引发剂与表面活性剂溶液混合得混合液,进行预乳化后进行超声混匀,得到单体乳化溶液;
(2-3)将步骤(2-2)的单体乳化溶液加入到步骤(2-1)活化的的溶胀溶液中,室温搅拌;加入稳定剂和水相阻聚剂的水溶液,进行聚合反应;
(2-4)聚合反应结束后,将得到的粗乳液进行离心、过滤纯化,得到单分散多孔微球。
4.根据权利要求3所述的氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球的制备方法,其特征在于,步骤(1-1)中,所述有机溶剂为乙醇;
步骤(1-1)中,所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮;
步骤(1-2)中,所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、偶氮二异戊腈、过氧化氢异丙苯和偶氮二异庚腈中的任意一种;
步骤(1-2)中,所述的单体为苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸异氰基乙酯中的任意一种;
步骤(1-2)中,所述分散剂在溶液2中的质量百分比为0.5%~5.0%;所述引发剂在溶液2中的质量百分比为0.1%~1.0%;所述单体在溶液2中的质量百分比为3%~25%;所述聚合反应的搅拌速度为30rpm~200rpm;所述聚合反应的反应温度为70℃~85℃,时间为12-36h;所述聚合反应在保护气氛中进行;
步骤(2-1)所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基氨基丙酸、十八烷基二羟乙基氧化胺和吐温-20中的任意一种;
步骤(2-1)中所述的溶胀剂为邻苯二甲酸二丁酯、三氯甲烷、二氯甲烷、甲苯、四氢呋喃、丙酮和环己烷中的任意一种;
步骤(2-1)中所述溶胀剂溶液中溶胀剂的质量浓度为0.1%~2%,表面活性剂的质量浓度为0.05%~1%,单分散种子微球的质量浓度为1%~10%;
步骤(2-2)中所述的交联剂为二乙烯苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二异氰酸酯和N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的任意一种;所述的致孔剂为甲苯、邻苯二甲酸二丁酯、三氯甲烷和二氯甲烷中的任意一种;所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、偶氮二异戊腈、过氧化氢异丙苯和偶氮二异庚腈中的任意一种;所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基氨基丙酸、十八烷基二羟乙基氧化胺和吐温-20中的任意一种;
步骤(2-2)中所述带环氧基的单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯;
步骤(2-2)中所述混合液中带环氧基的单体的质量浓度为1%~10%,交联剂的质量浓度为0.1%~2%,致孔剂的质量浓度为0.1%~2%,引发剂的质量浓度为0.05%~1%,表面活性剂的质量浓度为0.05%~1%;
步骤(2-2)中所述预乳化的温度为20-60℃,时间为5-60min,搅拌速率为200-600rpm;所述超声的功率为400-100W,时间为1-20min;
步骤(2-3)所述聚合反应的反应温度为70℃~85℃,时间为10-30h;所述单体乳化溶液和活化的的溶胀溶液的体积比为5:1-5;
步骤(2-3)中所述的稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇中的任意一种;所述的水相阻聚剂为亚硝酸钠和氯化亚铜中的任意一种;所述稳定剂和水相阻聚剂的水溶液中稳定剂的质量浓度为1%~10%,水相阻聚剂的质量浓度为0.05%~1%;所述稳定剂和水相阻聚剂的水溶液和单体乳化溶液的体积比为0.5-2:2。
5.根据权利要求2所述的氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述磺酸化反应具体包括:将单分散多孔微球与浓硫酸混合,升温反应后进行洗涤,得到磺酸化单分散多孔微球;
步骤(3)中所述氨化反应具体包括:将磺酸化反应后的单分散多孔微球与乙二胺混合,升温反应后进行洗涤,得到氨基、磺酸基双功能基团多孔微球。
6.根据权利要求5所述的氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球的制备方法,其特征在于,所述磺酸化反应的升温反应的温度为70℃~85℃,时间为8-16h;所述单分散多孔微球与浓硫酸的质量体积比为1g:10-30mL;
所述氨化反应的升温反应的温度为70℃~85℃,时间为8-16h;所述磺酸化反应后的单分散多孔微球与乙二胺的质量体积比为1g:1-10mL。
7.根据权利要求2所述的氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球的制备方法,其特征在于,步骤(4)中所述原位沉积法制备裸磁微球具体为:
(4-1)将可溶性二价铁盐和可溶性三价铁盐溶解于水中,加入盐酸和氨基、磺酸基双功能基团多孔微球,进行铁盐吸附;
(4-2)将吸附后的混合溶液进行离心,去除上清液后,加入盐酸,通惰性气体,搅拌;
(4-3)在惰性气体气氛下加入氨水,反应后将溶液进行洗涤,直至洗脱液呈中性并澄清透明,得到未包覆氨基、磺酸基双功能磁性微球;
(4-4)将未包覆氨基、磺酸基双功能磁性微球进行磁分离、洗涤,去除杂质,得到裸磁微球。
8.根据权利要求7所述的氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球的制备方法,其特征在于,步骤(4-1)所述可溶性二价铁盐为氯化亚铁、硫酸亚铁,所述可溶性三价铁盐为氯化铁、硫酸铁;所述可溶性二价铁盐的物质的量、可溶性三价铁盐的物质的量和氨基、磺酸基双功能基团多孔微球的质量比为1-5moL:0.5-3moL:20-30g;所述氨基、磺酸基双功能基团多孔微球与水的质量体积比为1g:50-200mL;
步骤(4-2)中所述搅拌的速度为300rpm~800rpm;所述搅拌的温度为75℃~95℃;所述盐酸和氨基、磺酸基双功能基团多孔微球的体积质量比为0.5-3mL:30g;
步骤(4-3)中所述氨水和氨基、磺酸基双功能基团多孔微球的体积质量比为5-20mL:30g;所述反应的温度为75℃~95℃,时间为2-10h;
步骤(4-3)中所述的洗涤溶剂为水、乙醇、盐酸的任意一种。
9.根据权利要求2所述的氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球的制备方法,其特征在于,步骤(5)所述裸磁微球和单体聚合具体包括:
(5-1)将溶胀剂与表面活性剂溶液混合,超声混匀后,与所述裸磁微球进行混合,室温搅拌,得溶液1;
(5-2)将单体、交联剂、引发剂与表面活性剂溶液混合,进行预乳化后进行超声混匀,得溶液2,加入到溶液1中,升温反应并同时进行搅拌;
(5-3)反应结束后,将得到的粗乳液进行离心、多次过滤纯化,得到磁性微球。
10.根据权利要求9所述的氨基、磺酸基双功能磁性聚合物微球的制备方法,其特征在于,步骤(5-1)所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基氨基丙酸、十八烷基二羟乙基氧化胺和吐温-20中的任意一种;
步骤(5-1)中所述的溶胀剂为邻苯二甲酸二丁酯、三氯甲烷、二氯甲烷、甲苯、四氢呋喃、丙酮和环己烷中的任意一种;
步骤(5-1)中所述表面活性剂溶液的浓度为0.1%-0.5%;所述溶胀剂、表面活性剂和裸磁微球的质量比为5-15:0.1-1:20;
步骤(5-2)中所述的交联剂为二乙烯苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二异氰酸酯和N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的任意一种;所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、偶氮二异戊腈、过氧化氢异丙苯和偶氮二异庚腈中的任意一种;所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基氨基丙酸、十八烷基二羟乙基氧化胺和吐温-20中的任意一种;
步骤(5-2)中所述表面活性剂溶液的浓度为0.1%-0.5%;所述单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸中的至少一种;所述单体、交联剂、引发剂与表面活性剂的质量比为50-100:1-20:1-10:1-10;
步骤(5-2)中所述升温反应的反应温度为70℃~85℃,时间为10-30h。
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